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JPH0837497A - 光増幅器及び光送信装置 - Google Patents

光増幅器及び光送信装置

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Publication number
JPH0837497A
JPH0837497A JP7023640A JP2364095A JPH0837497A JP H0837497 A JPH0837497 A JP H0837497A JP 7023640 A JP7023640 A JP 7023640A JP 2364095 A JP2364095 A JP 2364095A JP H0837497 A JPH0837497 A JP H0837497A
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JP
Japan
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light
optical
output
signal
doped fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP7023640A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsukasa Takahashi
司 高橋
Hiroyuki Ito
洋之 伊藤
Yuji Tamura
裕司 田村
Michikazu Shima
道和 島
Kazuo Yamane
一雄 山根
Yumiko Kawasaki
由美子 河崎
Yoshinori Okuma
義則 大隈
Kazuhiro Suzuki
和裕 鈴木
Yuji Miyaki
裕司 宮木
Yasunari Nagakubo
憩功 長久保
Takashi Tsuda
高至 津田
Keisuke Imai
啓祐 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP7023640A priority Critical patent/JPH0837497A/ja
Priority to GB9506179A priority patent/GB2289586B/en
Priority to GB9809322A priority patent/GB2322027B/en
Priority to GB9809227A priority patent/GB2322025B/en
Priority to GB9809228A priority patent/GB2322026B/en
Priority to US08/412,290 priority patent/US5680246A/en
Publication of JPH0837497A publication Critical patent/JPH0837497A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H04B10/564Power control
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光増幅器及び光送信装置に関し、光
増幅器における光サージの発生の防止を主目的とする。 【構成】 希土類元素がドープされたドープファイバ2
と、ポンプ光源6と、信号光及びポンプ光をドープファ
イバ2に導波させる手段と、ドープファイバ2から出力
した光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する
検出手段と、増幅された信号光が含まれないと検出され
たときにポンプ光の強度を下げるように制御する手段と
から構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅器及び光送信装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、EDF(エルビウムドープファイ
バ)をはじめとする希土類元素がドープされた光導波構
造(本願明細書中「ドープファイバ」と称する)を用い
た光増幅器が開発され、この光増幅器を含む光中継器を
光伝送路中に多数挿入してなるシステムの構築が提案さ
れている。この種の光増幅器を実用化する上では、ドー
プファイバの特性に合った制御手法を取り入れることが
必須であり、種々の制御システムについての提案がなさ
れている。例えば、ドープファイバに信号光及びポンプ
光が注入されてからの誘導放出までの遅延時間の存在に
よって、この種の光増幅器においては光サージが発生し
やすいという問題があり、光増幅器及び光送信機におい
てその対策が要望されている。
【0003】増幅すべき信号光の波長に適した希土類元
素がドープされているドープファイバの第1端から第2
端に向けて信号光を導波しておき、このドープファイバ
の第1端から第2端に向けて或いは第2端から第1端に
向けて予め定められた波長を有するポンプ光を導波させ
ると、ドープファイバ内で誘導放出が生じ、信号光が増
幅される。ポンプ光の波長は信号光の波長及びドープ元
素によって決定される。
【0004】ポンプ光を出力するポンプ光源としては、
通常レーザダイオードが用いられる。増幅率はポンプ光
の強度に依存するので、出力レベルが可変であるレーザ
ダイオードをポンプ光源として用いることは、種々の制
御システムを構築する上で有用である。
【0005】例えば、上述の誘導放出の原理に従う光増
幅器を光通信システムに適用する場合、システム設計上
から光増幅器の出力レベルを一定に維持することが要求
される。このため、ドープファイバを用いた光増幅器に
おいては、その出力レベルが一定になるように、自動レ
ベル制御(ALC)が適用されるのが通例である。
【0006】ALCを行うためには、ドープファイバか
ら出力される光を二分岐する。第1の分岐光は光伝送路
に送出され、第2の分岐光はフォトディテクタにより光
電流に変換される。この光電流は電流/電圧変換された
後、基準電圧と比較され、その差が0又は一定になるよ
うにポンプ光源としてのレーザダイオードのバイアス電
流が制御される。
【0007】ALCが行われている光増幅器において、
信号光の入力が断になると、ALCの結果、ポンプ光が
増大される。この状態で光信号の入力が復帰すると、ド
ープファイバにおいて誘導放出までに数msのディレイ
があることに起因して、光増幅器からサージが出力され
ることになる。
【0008】光サージが受信機に到達すると、受信機が
有する光/電気変換器(フォトディテクタ)に対して過
大入力となり、構成部品が破壊される恐れがある。そこ
で、光中継器として使用される光増幅器、特に多断中継
に適用される光増幅器においては、光信号が断になった
ことを検出できることが望ましい。
【0009】光増幅器が受信側におけるプリアンプとし
て使用されている場合、入力される信号光のパワーは極
めて小さいので、入力される信号光を分岐してこの分岐
光に基づいて光信号の断を検出しようとすると、フォト
ディテクタの検出限界が不足であることがある。
【0010】また、光増幅器に入力される信号光を分岐
して信号光の断を検出しようとすると、ドープファイバ
に供給される信号光のパワーが小さくなる分、光増幅器
のNF(ノイズフィギュア)が劣化することになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は、光増幅器に入力される信号光の断を容易に検出する
ことができるようにすることにある。
【0012】本発明の他の目的は、光増幅器において信
号光の断を検出することに起因するNFの劣化を防止す
ることによる。本発明のさらに他の目的は、ドープファ
イバの特性に起因する光サージの影響を排除することに
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によると、第1端
及び第2端を有し、該第1端から該第2端に向けて信号
光を導波するようにされた希土類元素がドープされたド
ープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上
記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続さ
れ、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光
カップリング手段と、上記ドープファイバの第2端から
出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれる
か否かを検出する検出手段と、上記ドープファイバから
出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出さ
れたときに、上記ポンプ光の強度を下げるように上記ポ
ンプ光源を制御する制御手段とを備えた光増幅器が提供
される。
【0014】
【作用】本発明の光増幅器においては、検出手段がドー
プファイバの出力光を受け、この受けた光に増幅された
信号光が含まれるか否かを検出している。従って、信号
光の入力が断したことは、ドープファイバの下流側にお
いて行われることになる。
【0015】このため、光増幅器のNFが劣化すること
がない。また、この光増幅器が受信側におけるプリアン
プとして用いられている場合等のように、入力される信
号光のパワーが極めて小さい場合においても、信号光の
増幅が行われた後にその検出をするようにしているの
で、信号光の入力の断を容易に検出することができる。
【0016】さらに、ドープファイバから出力された光
に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、
ポンプ光の強度を下げるようにしているので、信号光の
入力が復帰したときに光サージが発生することが防止さ
れる。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に沿って詳細
に説明する。図1は本発明が適用されるEDFA(エル
ビウムドープファイバ増幅器)の第1実施例を示すブロ
ック図である。このEDFAは、少なくともコアにエル
ビウム(Er)がドープされたドープファイバ2を有し
ている。
【0018】ドープファイバ2の第1端には増幅すべき
信号光が供給され、第2端は合波器4のポート4Aに光
学的に接続されている。エルビウムがドープされている
ドープファイバ(EDF;エルビウムドープファイバ)
は、波長1.55μm帯の信号光の増幅に適している。
【0019】合波器4のポート4Bにはポンプ光源とし
てのレーザダイオード6が光学的に接続されており、L
D6からのポンプ光は、合波器4のポート4B及び4A
をこの順に通ってドープファイバ2の第2端からドープ
ファイバ2に供給される。
【0020】このように増幅すべき信号光及びポンプ光
のドープファイバにおける進行方向が互いに逆向きのも
のは後方励起型と称される。信号光及びポンプ光の進行
方向が同じである前方励起型の構成も採用可能である。
【0021】EDFを用いて波長1.55μm帯の信号
光を増幅しようとする場合、ポンプ光の波長としては、
0.98μmや1.41μmが選択される。ポンプ光が
ドープファイバ2内に導波されている状態でドープファ
イバ2に信号光が供給されると、ポンプ光によりドープ
ファイバ2内のドープ元素(この例ではEr)が励起さ
れて誘導放出が生じ、その結果、信号光の増幅が行われ
る。ドープファイバ2内で増幅された信号光は、合波器
4のポート4A及び4Cをこの順に通って光フィルタ手
段8に供給される。光フィルタ手段8にはまた増幅され
た信号光と同じルートでドープファイバ2内で発生した
自然放出光も入力される。
【0022】光フィルタ手段8は、ドープファイバ2か
ら供給された光を増幅された信号光に相当する第1の光
出力OP1と自然放出光に相当する第2の光出力OP2
とに分離してこれらを別ポートから出力する。自然放出
光に相当する第2の光出力OP2は、フォトディテクタ
10により光/電気変換される。
【0023】増幅された信号光に相当する第1の光出力
OP1は、光分岐器12により二分岐される。分岐され
た一方の光はこの光増幅器の出力として図示しない光伝
送路に送出され、分岐された他方の光はフォトディテク
タ14により光/電気変換される。
【0024】フォトダイオード10及び14の出力は演
算手段16の入力ポートに供給される。演算手段16は
入力信号のレベル差を引算又は割算により演算してその
結果を出力する。
【0025】今、自然放出光の強度レベルに対応してフ
ォトディテクタ10から演算手段16に入力される信号
レベルをLAとし、増幅された信号光に対応してフォト
ディテクタ14から演算手段16に入力される信号レベ
ルをLBとし、演算手段16における演算内容が引算で
あるとしたときの演算手段16の出力レベルをLCとす
る。
【0026】演算手段16の出力レベルLCとこの光増
幅器の入力パワーとの関係を図2に示す。また、ドープ
ファイバ2の出力光のスペクトルを図3に示す。図3に
おいて縦軸は光強度(或いは電力密度)、横軸は波長λ
の逆数に比例する周波数fを示している。同図におい
て、符号ASLは増幅された信号光の比較的狭帯域なス
ペクトルを示し、符号ASEは白色雑音に近い広帯域な
自然放出光のスペクトルを示している。
【0027】図2において、縦軸は演算手段16の出力
レベルLCを示し、横軸は信号光の入力パワーを示す。
同図の横軸の左側部分に対応して信号光の入力パワーが
十分大きい場合には、演算手段16の出力レベルLCは
正の値である。信号光の入力パワーが減少するのに従っ
て、演算手段16の出力レベルLCは負の方向に向かっ
て減少する。
【0028】即ち、図2の横軸の概略中央部分に対応し
て信号光の入力レベルが比較的低くなると、演算手段1
6の出力レベルLCは0又は負の値となり、図2の横軸
の右側部分に対応して信号光の入力が断となると、演算
手段16の出力レベルLCは負の値となる。
【0029】尚、図2の縦軸における出力レベルの正負
は光分岐器12の分岐比等に応じて決定されるので、絶
対的なものではなく相対的なものである。以上のよう
に、演算手段16の出力レベルLCによって、信号光の
入力の断や復帰を検出することができる。そのために、
この実施例では、比較器18及び参照電圧源20が用い
られている。演算手段16の出力レベルは電圧信号とし
て比較器18の一方の入力ポートに供給され、参照電圧
源20からの参照電圧は他方の入力ポートに供給され
る。
【0030】比較器18の出力はLDコントローラ22
に供給され、LDコントローラ22からの制御信号によ
ってレーザダイオード6が駆動される。比較器18から
LDコントローラ22に供給される信号には、信号光の
入力が断になったことを示す情報(入力断情報)及び信
号光の入力が復帰したことを示す情報(復帰情報)が含
まれる。LDコントローラ22は、入力断情報を受ける
と、ポンプ光の強度を下げるようにLD6を制御する。
【0031】その理由の1つは、ポンプ光のパワーを完
全に0にしてしまうと、ドープファイバ2における励起
状態が解除され、信号光の入力が復帰したときにこれを
上記構成によっては検知することができないからであ
る。その理由の他の1つは、信号光の入力が断となって
から復帰するまでの待機状態におけるポンプ光の強度を
下げておくことによって、信号光の入力が復帰したとき
に光サージが発生することを防止するためである。
【0032】この第2の理由に基づき、待機状態におけ
るポンプ光の強度は、発生する恐れのある光サージのピ
ークが受信機等におけるフォトディテクタの許容範囲内
にあるようにその上限が設定される。また待機状態にお
けるポンプ光の強度の下限は、前述の第1の理由から、
信号光の入力が復帰したことを比較器18が検知し得る
ように設定される。
【0033】信号光の入力が復帰したことを示す復帰情
報は、演算手段16の出力レベルが参照電圧を上回った
ときに得られる。復帰情報が比較器18からLDコント
ローラ22に入力されると、LDコントローラ22は、
一旦低下するようにされたポンプ光の強度が元に戻るよ
うにレーザダイオード6を制御する。
【0034】このような復帰動作は、光増幅器の出力側
に光サージが発生したことをトリガーとして行わせるこ
ともできる。具体的には次の通りである。図4は本発明
が適用されるEDFAの第2実施例を示すブロック図で
ある。このEDFAは、図1の構成と対比して、サージ
検出器24をさらに備えている点で特徴づけられる。
【0035】サージ検出器24には、フォトディテクタ
14の出力信号が供給される。従って、増幅された信号
光に光サージが発生しているとき、サージ検出器24は
これを検出することができる。
【0036】サージ検出器24が光サージの発生を検知
すると、復帰情報がサージ検出器24からLDコントロ
ーラ22に送られ、これによって、一旦強度を低下させ
られたポンプ光を元に戻すようにレーザダイオード6が
制御される。
【0037】以下に示すいくつかの実施例は、光フィル
タ手段8の具体的な構成例を説明するためのものであ
る。図5は本発明が適用されるEDFAの第3実施例を
示すブロック図である。光フィルタ手段8は、ドープフ
ァイバ2から合波器4を介して供給された光を第1及び
第2の分岐光に分岐する光分岐器26と、第1の分岐光
を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタ28
と、第2の分岐光を受け自然放出光を通過させる光フィ
ルタ30とを含んでいる。
【0038】光フィルタ30の出力光はフォトディテク
タ10に供給される。光フィルタ28の出力光は光分岐
器12により二分岐される。分岐光の一方は図示しない
光伝送路に送出され、分岐光の他方はフォトディテクタ
14に入力される。
【0039】全図を通して実質的に同一の部分には同一
の符号が付されており、説明の重複を避けるために、同
一の部分における動作及び効果については説明を省略す
る。図6は本発明が適用されるEDFAの第4実施例を
示すブロック図である。光フィルタ手段8は、ドープフ
ァイバ2から合波器4を介して供給された光を増幅され
た信号光の波長を含む第1の波長領域の光と増幅された
信号光の波長を含まない第2の波長領域の光とに分光す
る分光器31と、第1の波長領域の光を受け増幅された
信号光を通過させる光フィルタ28とを含む。
【0040】光フィルタ28を通過した増幅された信号
光は、光分岐器12により二分岐され、分岐光の一方は
図示しない光伝送路に送出される。分岐光の他方はフォ
トディテクタ14に供給される。分光器31から出力さ
れた第2の分岐光は、フォトディテクタ30に供給され
る。
【0041】第1及び第2の波長領域の例を図3にそれ
ぞれ符号32及び34で示す。この例では、増幅された
信号光の波長を含む第1の波長領域32は高周波数側に
設定され、増幅された信号光の波長を含まない第2の波
長領域34は低周波数側に設定される。これとは逆に、
第1の波長領域32′を低周波数側に設定し、第2の波
長領域34′を高周波数側に設定してもよい。
【0042】図7は本発明が適用されるEDFAの第5
実施例を示すブロック図である。光フィルタ手段8は、
ドープファイバ2から合波器4を介して供給された光を
増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第1の成分と
この帯域外の第2の成分とに分ける光バンドパスフィル
タ36を含む。
【0043】第1の成分は、光分岐器12により二分岐
され、分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出され、
分岐光の他方はフォトディテクタ14に供給される。光
バンドパスフィルタ8から出力された第2の成分は、フ
ォトディテクタ10に供給される。
【0044】図3に第1の成分の帯域を符号38で例示
し、第2の成分の帯域を符号40A及び40Bで示す。
図8は本発明が適用されるEDFAの第6実施例を示す
ブロック図である。光フィルタ手段8は、ドープファイ
バ2から合波器4を介して供給された光を第1及び第2
の分岐光に分岐する光分岐器42と、第1の分岐光を受
け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を通過さ
せる光バンドパスフィルタ44と、第2の分岐光を受け
増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止しこ
の帯域外の光を通過させる光バンド阻止フィルタ46と
を含む。
【0045】光バンド阻止フィルタ46の出力光はフォ
トディテクタ10に供給される。光バンドパスフィルタ
44の出力光は、光分岐器12により二分岐され、分岐
光の一方は図示しない光伝送路に送出され、分岐光の他
方はフォトディテクタ14に入力される。
【0046】演算手段16は前述のような引算を行うた
めに、演算増幅器48を含む。フォトディテクタ10の
出力信号は、抵抗R1を介して演算増幅器48の一方の
入力ポートに入力され、フォトディテクタ14の出力信
号は、抵抗R2を介して他方の入力ポートに入力され
る。
【0047】また、フォトディテクタ14は抵抗R3を
介して接地される。演算増幅器48の抵抗R1が接続さ
れる入力ポートは、抵抗R4を介して出力ポートに接続
される。そして、演算増幅器48の出力信号が比較器1
8に供給される。
【0048】この実施例では、図4の実施例と同様に光
サージの検出により復帰情報を得るようにしている。即
ち、サージ検出器として比較器50を用い、その一方の
入力ポートにフォトディテクタ14の出力信号を供給
し、他方の入力ポートに参照電圧源からの参照電圧を供
給している。比較器50からの復帰情報を含む信号は、
LDコントローラ22に供給される。
【0049】図9は本発明が適用されるEDFAの第7
実施例を示すブロック図である。このEDFAは、図8
の構成に加えて、ポンプ光源についてのAPC(自動パ
ワー制御)を行うための回路が付加されている点で特徴
づけられる。フォトダイオード54は、ポンプ光源とし
てのレーザダイオード6のバックワード光を受け、その
強度に応じた電気信号を出力する。この信号はAPC用
の比較器56の入力ポートの1つに供給される。入力ポ
ートの他の1つには、参照電圧源58からの参照電圧が
供給される。そして、比較器56の出力信号はLDコン
トローラ22に供給される。
【0050】図10は本発明が適用されるEDFAの第
8実施例を示すブロック図である。このEDFAは、図
9の光フィルタ手段8の構成をわずかに変形した光フィ
ルタ手段を有しており、その他の部分については図7と
同じである。
【0051】この実施例では、図9の光バンド阻止フィ
ルタ46の機能を具体的に得るために、増幅された信号
光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフ
ィルタ60と、増幅された信号光の波長よりも短波長側
の光を通過させる光ハイパスフィルタ62とが用いられ
ている。
【0052】光ローパスフィルタ60及び光ハイパスフ
ィルタ62には光分岐器42からの光が供給され、それ
ぞれの出力光は光カプラ64で加え合わされてフォトデ
ィテクタ10に供給される。
【0053】以上のように、本発明の第1乃至第8実施
例によると、入力信号光のパワーが低い場合においても
入力信号光の断及び復帰を容易に検出することができる
ようになる。また、光増幅器の入力側に入力断の検出用
の分岐手段が必要でないので、光増幅器のNFが劣化す
る恐れがない。さらに、入力信号光の断に際してポンプ
光の強度を下げるようにしているので、光サージの発生
が防止される。
【0054】図11は本発明が適用されるEDFAの第
9実施例を示すブロック図である。このEDFAは、フ
ォワード励起型のものである。即ち、ドープファイバ2
の信号光の伝搬方向上流側に光カップリング手段として
の合波器66を設け、レーザダイオード6からのポンプ
光が合波器66を介して信号光と同じ方向でドープファ
イバ2に入力するようにしている。
【0055】ドープファイバ2の出力光は光分岐器68
で二分岐される。分岐光の一方はフォトディテクタ70
により光/電気変換される。光分岐器68の分岐光の他
方は光フィルタ72に供給され、光フィルタ72の出力
光は光分岐器74で二分岐される。光分岐器74の分岐
光の一方はフォトディテクタ76により光/電気変換さ
れ、分岐光の他方は図示しない光伝送路に送出される。
【0056】光フィルタ72としては、ドープファイバ
2の出力光からASE(AmplifiedSpontaneous Emissio
n) 成分を除去するための例えば光バンドパスフィルタ
を使用可能である。
【0057】フォトディテクタ70及び76の出力信号
は演算手段78に供給され、演算手段78の出力信号は
比較器80の一方の入力ポートに供給される。比較器8
0の他方の入力ポートには参照電圧源82からの参照電
圧が供給される。
【0058】演算手段78としては引算器或いは割算器
を用いることができ、その特性については後述する。比
較器80は信号光の入力が断になったこと或いは復帰し
たことを検知するためのものであり、その出力信号はデ
ィレイ回路84を介してLDコントローラ22に供給さ
れる。
【0059】フォトダイオード76の出力信号は、AL
C用の比較器86の一方の入力ポートに供給され、他方
の入力ポートには参照電圧源88からの参照電圧が供給
される。比較器86の出力信号はLDコントローラ22
に供給される。
【0060】ディレイ回路84は、例えば瞬間的にこの
EDFAへの入力パワーが変動した場合に起きる誤動作
を防止するために保護時間を持たせるための回路であ
る。今、フォトダイオード70から演算手段78に供給
される信号レベルをAとし、フォトダイオード76から
演算手段78に供給される信号レベルをBとし、演算手
段78の出力レベルをCとする。
【0061】この実施例においては、ALCが行われて
いるので、光入力信号パワーがドープファイバ2の飽和
利得領域にあれば、ポンピングパワーは非飽和利得領域
と比べると低く、Aの値は小さくなる。また、ALCが
行われていることからBの値は一定である。
【0062】光入力信号パワーが減少していくと、ED
FAの出力パワーも減少するが、ポンプ光の強度が高く
なるように制御がなされて出力が一定に保たれる。さら
に入力パワーが減少すると、ポンピングパワーも増加す
るが、リミッタによる制限を受けるか或いはAPCに移
行する。そのときのAの値は入力パワーが大きい場合と
比べると大きな値となる。Bの値は、入力信号パワーの
減少と共に小さくなる。
【0063】図12に演算手段78の入出力特性をこの
EDFAの原因特性とともに示す。符号90はこのED
FAの電位と光入力パワーとの関係を示しており、符号
92は演算手段78の出力レベルと光入力パワーとの関
係を示している。光入力パワーが大きい値から小さい値
に変化し或いは光入力の断が発生した場合、Cの値は光
入力パワーの減少に伴って増大する。従って、演算手段
78の出力レベルを参照電圧源82からの参照電圧と比
較することによって、断情報及び復帰情報を得ることが
できる。
【0064】尚、断情報及び復帰情報に基づくLDコン
トローラ22の動作はこれまでの実施例と同様であるの
でその説明を省略する。この実施例では、入力パワーの
変動に伴う誤動作を防止するために、比較器80とLD
コントローラ22の間にディレイ回路84が設けられて
いる。
【0065】図13はディレイ回路84の構成例を示す
ブロック図である。入力信号は二分岐され、分岐信号の
一方はインバータ94を通ってタイマ96に供給され
る。分岐信号の他方はそのままタイマ98に供給され
る。
【0066】タイマ96及び98の出力信号はそれぞれ
インバータ100及び102を通ってフリップフロップ
104に供給される。そして、フリップフロップ104
の出力がこのディレイ回路の出力となる。
【0067】このディレイ回路の入力ポートの電位を
とし、タイマ96の入力ポートの電位をとし、インバ
ータ100及び102の入力ポートの電位をそれぞれ
及びとし、フリップフロップ104の2つの入力ポー
トの電位をそれぞれ及びとし、このディレイ回路の
出力ポートの電位をとする。
【0068】図14は図13に示されるディレイ回路の
動作を示すタイムチャートである。乃至の電位が二
値情報として示されている。光入力が断になるとは
「ロー」となり、光入力があるときにはは「ハイ」と
なる。ポンプ光を制御するためにLDコントローラ22
に供給される信号に対応するは、入力が断のときに
「ハイ」となり、入力があるときに「ロー」となる。
【0069】尚、図13において、タイマ96は入力が
断のときの保護タイマであり、断であることを一定時間
検出した後にその出力が「ハイ」となる。また、タイマ
98は入力が復帰した際の保護タイマであり、復帰を検
出した後一定時間経ってから「ハイ」を出力する。
【0070】このようなディレイ回路を用いて入力が断
になったこと等を判断することを一定時間遅らせること
により、瞬間的な入力の断や瞬間的な入力の復帰が起き
たときにこれらに基づく誤動作を防止することができ
る。尚、このようなディレイ回路を実現するためのIC
としては、富士通株式会社製のMB3771を用いるこ
とができる。このICにおいては、外部接続するキャパ
シタの容量により任意に遅延時間を設定することができ
る。
【0071】図15は本発明が適用されるEDFAの第
10実施例を示すブロック図である。このEDFAは、
図11の構成と対比して、光分岐器74の出力側に光出
力パワー制御器106を設けている点で特徴づけられ
る。
【0072】光出力パワー制御器106としては、光シ
ャッタや光アッテネータを用いることができる。そし
て、ディレイ回路84を介して出力される比較器80の
出力信号を光出力パワー制御器に供給し、断情報や復帰
情報に基づいてこのEDFAの光出力をオン・オフする
ようにしている。
【0073】光出力パワー制御器106は、入力断情報
に基づきこのEDFAの光出力を減衰或いは遮断し、復
帰情報に基づきこれを戻すように動作する。尚、光出力
パワー制御器106を用いているこの実施例において
も、入力断情報に基づきポンプ光の強度を下げるように
してもよい。
【0074】このように、本発明の他の側面によると、
第1端及び第2端を有し、該第1端から該第2端に向け
て信号光を導波するようにされた希土類元素がドープさ
れたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源
と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に
接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波さ
せる光カップリング手段と、上記ドープファイバの第2
端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含
まれるか否かを検出する検出手段と、上記ドープファイ
バから出力された光に増幅された信号光が含まれないと
検出されたときに、増幅された信号光が出力されること
を一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器を備え
た光増幅器が提供される。
【0075】従って、図15により説明した光出力パワ
ー制御器は他の実施例にも適用可能である。図16は本
発明が適用されるEDFAの第11実施例を示すブロッ
ク図である。このEDFAは、ポンプ光源としてのレー
ザダイオード6のバックワード光を検出するフォトディ
テクタ108を用い、その出力信号を演算手段78へ供
給している点で特徴づけられる。
【0076】図11のEDFAでは、フォトダイオード
70に入力する光は増幅された信号光、ASE光及び残
留ポンプ光である。これらの内、残留ポンプ光が大部分
を占めているので、図11のフォトディテクタ70を省
略して、直接ポンプ光の強度をフォトディテクタ108
により検出し、これを演算手段78に入力しているので
ある。
【0077】図17は本発明が適用されるEDFAの第
12実施例を示すブロック図である。この実施例では、
図16の第11実施例と同様にポンプ光の強度が反映さ
れる信号を演算手段78に入力するために、光カプラ1
10及びフォトダイオード112を用いている。
【0078】増幅すべき信号光とレーザダイオード6か
らのポンプ光とが光カプラ110に入力され、これらは
加え合わされて光カプラ110の2つの出力ポートから
出力される。一方の出力光はドープファイバ2に供給さ
れ、他方の出力光がフォトダイオード112によって光
/電気変換される。
【0079】そして、フォトダイオード112及び76
の出力信号が演算手段78に供給される。図18は本発
明が適用されるEDFAの第13実施例を示すブロック
図である。この実施例では、レーザダイオード6からの
ポンプ光を光分岐器114で二分岐し、分岐光の一方を
合波器66に供給し、分岐光の他方をフォトダイオード
116により光/電気変換している。
【0080】フォトダイオード116の出力信号は演算
手段78に供給される。この構成によっても、ポンプ光
の強度が反映される信号を演算手段78に入力すること
ができるので、演算手段78の出力により信号光の入力
の断及び復帰を検出することができる。
【0081】図19は本発明が適用されるEDFAの第
14実施例を示すブロック図である。このEDFAは、
ポンプ光源となるレーザダイオード6についてAPC
(自動パワー制御)を行っている点で特徴づけられる。
レーザダイオード6のバックワード光はフォトディテク
タ118により光/電気変換され、フォトディテクタ1
18の出力信号がAPC用の比較器120の一方の入力
ポートに供給される。
【0082】比較器120の他方の入力ポートには参照
電圧源122からの参照電圧が供給される。そして、比
較器120の出力信号をLDコントローラ22に供給す
ることによって、レーザダイオード6から出力されるポ
ンプ光の強度が一定に保たれるような制御がなされてい
る。
【0083】ポンプ光の強度が一定であると、これによ
りこのEDFAの利得特性が決定され、EDFAの出力
パワーは入力パワーの変化に従って同じように変化す
る。そこで、増幅された信号光をモニタリングすること
により、入力信号光の状態、即ち入力信号光の断及び復
帰を検出することができる。
【0084】具体的には、光分岐器74の分岐光の1つ
をフォトディテクタ76により光/電気変換し、フォト
ディテクタ76の出力信号を直接比較器80に入力して
いる。これにより、比較器80の出力信号には入力断情
報及び復帰情報が反映されることとなる。
【0085】図20は本発明が適用されるEDFAの第
15実施例を示すブロック図である。このEDFAは、
図19の第14実施例におけるAPCに換えてACC
(自動電流制御)が採用されている点で特徴づけられ
る。
【0086】符号124はLDコントローラ22に付随
的に設けられた電流モニタを示し、この電流モニタ12
4は、ポンプ光源としてのレーザダイオード6の駆動電
流をモニタリングする。
【0087】電流モニタ124の出力信号は、比較器1
26の入力ポートの一方に供給され、入力ポートの他方
には参照電圧源128からの参照電圧が供給される。そ
して、比較器126の出力信号をLDコントローラ22
に供給することによって、レーザダイオード6の駆動電
流(バイアス電流)が一定に保たれるようになされてい
る。
【0088】レーザダイオード6についてACCが行わ
れていると、ポンプ光の強度はほぼ一定に保たれるの
で、フォトディテクタ76の出力信号は入力信号パワー
に従って変化することになる。
【0089】従って、この実施例においても、比較器8
0の出力信号に入力断情報及び復帰情報を反映させるこ
とができる。次に説明する本発明の実施例は、光増幅器
における光サージの発生の防止に関する。
【0090】EDFAを光通信システムに適用する場
合、システム設計上から出力レベルを一定に保持するこ
とが要求される。このため、EDFAにおいては、AL
Cが採用される。
【0091】図21はALCが適用されるEDFAの従
来技術を示すブロック図である。入力側光コネクタ13
0を介して供給された信号光は、光カプラ132で二分
岐され、分岐光の一方はフォトディテクタ134により
光/電気変換される。
【0092】分岐光の他方は光アイソレータ138を通
ってドープファイバ140に供給される。ドープファイ
バ140には光カプラ142を介してレーザダイオード
144からのポンプ光も供給される。
【0093】ドープファイバ140内で増幅された信号
光は、光カプラ142、光アイソレータ146及び光カ
プラ148をこの順に通って出力側光コネクタ150か
ら図示しない光伝送路に送出される。
【0094】増幅された信号光の一部は光カプラ148
で分岐され、フォトディテクタ152により光/電気変
換される。フォトディテクタ152の出力信号はALC
回路154により供給される。
【0095】ALC回路154は、増幅された信号光の
強度が一定になるようにポンプ光の強度を制御する。ポ
ンプ光の強度の制御は、例えばレーザダイオード144
に供給する駆動電流によって行われる。
【0096】レーザダイオード144にはATC(自動
温度制御)回路156が付随的に設けられており、レー
ザダイオード144の温度が一定に保たれるようになっ
ている。
【0097】モニタ回路136には、レーザダイオード
144の温度や信号光の入力の有無等に関するデータが
供給される。このようにALCが採用されるEDFAに
おいては、電源投入(コールドスタート)に際してや信
号光の入力が断状態から復帰したときに、光サージが発
生しやすいという問題がある。
【0098】図22はEDFAの起動に際しての光出力
レベルの過渡応答を示す図である。符号158はポンプ
光の強度の経時変化を示し、符号160はEDFAの出
力レベルの経時変化を示す。出力レベルは、ALCによ
って、符号162で示されるような設定レベルに安定化
される。
【0099】EDFAにおいては、ドープファイバ内に
ポンプ光が注入されてから、信号光の増幅が開始される
までに、符号164で示されるような例えば数msのデ
ィレイがあるので、過渡応答によって符号166で示さ
れるような光サージが発生するものである。
【0100】従来、このような光サージの発生を防止す
るためには、ALCの応答を遅くすることが行われてい
た。しかしながら、電源投入に際してや信号光の入力が
断状態から復帰したときには、通常出力レベルに到達す
るまでの所要時間の短縮化という課題がある。
【0101】よって、本発明のこの実施例の目的は、光
サージを発生させることなく高速な起動が可能な光増幅
器を提供することにある。本発明のこの実施例による
と、第1端及び第2端を有し、該第1端から該第2端に
向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドー
プされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ
光源と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学
的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導
波させる光カップリング手段と、上記ドープファイバの
第2端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光
が含まれるか否かを検出する検出手段と、上記ドープフ
ァイバに上記信号光の入力があったことを検知する手段
と、上記ドープファイバの第2端から出力される光の強
度を検知するフォトディテクタと、該フォトディテクタ
の出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御
電流を供給する自動レベル制御手段と、上記制御手段よ
りも小さなアイドリング電流を上記ポンプ光源に供給す
るアイドリング手段と、上記ドープファイバに上記信号
光の入力があったと検知されたときに、まず上記アイド
リング電流が上記ポンプ光源に供給され、その後に上記
制御電流が上記ポンプ光源に供給されるように上記自動
レベル制御手段及び上記アイドリング手段を制御するマ
スキング手段とを備えた光増幅器が提供される。
【0102】以下、この実施例の詳細について図面を参
照しながら説明する。図23は本発明が適用されるED
FAの第16実施例を示すブロック図である。このED
FAは、図21の従来の構成と対比して、アイドリング
電流発生回路158及びマスク回路160をさらに有し
ている点で特徴づけられる。
【0103】アイドリング電流発生回路158は、AL
C回路154からレーザダイオード144に供給される
制御電流よりも小さな値を有しており、このEDFAの
電源が投入され、或いは信号光の入力が断から復帰した
ときにはまずこのアイドリング電流によってレーザダイ
オード144が比較的小さなレベルで駆動される。
【0104】このときの出力レベルの過渡応答を図24
に示す。この場合、アイドリング電流は比較的小さいの
で、光出力の立ち上がりに対してはドープファイバにお
けるディレイが支配的となる。従って、図21の従来構
成のようにALCの応答を遅くする必要がないので、高
速な起動が可能になる。アイドリング電流による起動が
完了したのち、ポンプ光強度の制御はALCに切り替え
られる。切り替え方法としては、レーザダイオードの駆
動回路のコントロール電圧にアナログOR形式でアイド
リング電流に対する制御電圧とALCのための制御電圧
とを入力して、それぞれの動作に際して一方の電圧をマ
スクする方法があげられる。
【0105】そのために、この実施例では、図23に示
されるように、マスク回路160がALC回路154及
びアイドリング電流発生回路158に接続される。図2
5及び図26は図23のマスク回路160周辺の具体例
を示す回路図である。このEDFAの出力パワーを検知
するためのフォトディテクタ(フォトダイオード)15
2のカソードは電源線に接続され、アノードは可変抵抗
器RV1を介して設定される。フォトダイオード152
のアノードは演算増幅器OP1のプラス側入力ポートに
接続される。
【0106】演算増幅器OP1のマイナス側入力ポート
は出力ポートに接続され、この出力ポートは抵抗R1を
介して演算増幅器OP2のマイナス側入力ポートに接続
される。演算増幅器OP2のプラス側入力ポートは抵抗
R2を介して基準電圧源SV1に接続される。基準電圧
源SV1はALCにおけるレベルを決定するためのもの
である。
【0107】演算増幅器OP2のマイナス側入力ポート
と出力ポートとの間にはキャパシタC2及び抵抗R3が
並列に接続される。演算増幅器OP2の出力ポートは抵
抗R4を介して演算増幅器OP3のプラス側入力ポート
に接続される。
【0108】演算増幅器OP3の出力ポートはダイオー
ドD1のアノードに接続され、ダイオードD1のカソー
ドはLDドライバ162の入力ポートに接続される。ダ
イオードD1のカソードはまた抵抗R5を介して演算増
幅器OP3のマイナス側入力ポートに接続される。LD
ドライバ162の出力ポートはポンプ光源となるレーザ
ダイオード144のアノードに接続されレーザダイオー
ド144のカソードは接地される。
【0109】演算増幅器OP4のプラス側入力ポートは
抵抗R5を介して基準電圧源SV2に接続される。基準
電圧源SV2はアイドリング電流の値を決定するための
ものである。
【0110】演算増幅器OP4の出力ポートはダイオー
ドD2を介してLDドライバ162の入力ポートに接続
される。ダイオードD2のカソードは抵抗R6を介して
演算増幅器OP4のマイナス側入力ポートに接続され
る。LDドライバ162の入力ポートは抵抗R7を介し
て接地される。
【0111】このEDFAの光入力パワーを検出するた
めのフォトディテクタ(フォトダイオード)134のカ
ソードは電源線に接続され、アノードは可変抵抗器RV
2を介して接地される。フォトダイオード134のアノ
ードは演算増幅器OP5のプラス側入力ポートに接続さ
れ、マイナス側入力ポートは出力ポートに接続される。
【0112】演算増幅器OP5の出力ポートは抵抗R8
を介して演算増幅器OP6のプラス側入力ポートに接続
される。演算増幅器OP5のマイナス側出力ポートは抵
抗R9を介して基準電圧源SV3に接続される。基準電
圧源SV3は信号光の入力が断したことを検出するとき
の閾値を決定する。
【0113】演算増幅器OP6のプラス側入力ポートは
抵抗R10を介して出力ポートに接続される。演算増幅
器OP6の出力ポートは、また、3つのAND素子Q
1,Q2及びQ3のそれぞれの一方の入力ポートに接続
される。
【0114】AND素子Q1の他方の入力ポートは電源
線に接続される。AND素子Q1の出力ポートは並列接
続される抵抗R11及びキャパシタC1を介して接地さ
れる。
【0115】抵抗R11及びキャパシタC1は時定数回
路を構成する。AND素子Q1の出力ポートは抵抗R1
2を介して演算増幅器OP7のプラス側入力ポートに接
続される。演算増幅器OP7のマイナス側入力ポートは
抵抗R13を介して基準電圧源SV4に接続される。
【0116】演算増幅器OP7のプラス側入力ポートは
出力ポートに接続され、この出力ポートはAND素子Q
2の他方の入力ポートに接続される。AND素子Q1の
出力ポートは抵抗R15を介して演算増幅器OP8のプ
ラス側入力ポートに接続され、このプラス側入力ポート
は抵抗R17を介して出力ポートに接続される。
【0117】演算増幅器OP8のマイナス側入力ポート
は抵抗R16を介して可変電圧源SV5に接続される。
基準電圧源SV4の電圧値をV1 とし、基準電圧源SV
5の電圧値をV2 とすると、V1 <V2 に設定される。
【0118】演算増幅器OP8の出力ポートはインバー
タINVの入力ポートに接続され、インバータINVの
AND素子Q3の他方の入力ポートに接続される。AN
D素子Q2の出力ポートは基準電圧源SV1と抵抗R2
の接続点に接続され、AND素子Q3は基準電圧源SV
2と抵抗R5の接続点に接続される。
【0119】図27にLD電流とLDドライバ・コント
ロール電圧との例を示す。LD電流は、ポンプ光源とし
てのレーザダイオード144に流れる電流であり、LD
ドライバ・コントロール電圧はLDドライバ162の入
力ポートに供給される電圧信号である。
【0120】LD電流の変化とLDドライバ・コントロ
ール電圧の変化の関係は、図示されるように例えばリニ
アである。図28は図25及び図26の実施例における
アイドリングからLCへの切り替えを説明するためのタ
イムチャートである。この実施例では、抵抗R11及び
キャパシタC1によって定まる時定数に基づき、ドープ
ファイバに信号光の入力があったと検知されてから予め
定められた時間が経過した後に、アイドリング電流の供
給が自動的に停止するようにされている。具体的には次
の通りである。
【0121】今、時刻T0 において、光入力がある状態
でEDFAの電源が投入されたとし、時刻T1 におい
て、電源が投入されている状態で一旦断になった光入力
が復帰したものとする。
【0122】時刻T0 において、光入力があるか否か
は、演算増幅器OP6(図26参照)のプラス側入力ポ
ートの入力レベルが基準電圧源SV3と比較されること
によってなされ、光入力がある場合には、AND素子Q
2の一方の入力レベルが「ハイ」となる。
【0123】演算増幅器OP6の出力レベルが「ハイ」
になると、AND素子Q1の出力レベルも「ハイ」とな
り、これと同時に抵抗R11及びキャパシタC1からな
る時定数回路がタイマとして起動される。
【0124】このタイマの設定時間が経過するまでは、
演算増幅器OP7の出力レベル(VT1)は「ロー」が
維持され、AND素子Q2の出力レベルも「ロー」であ
る。従って、このときは演算増幅器OP2のプラス側入
力ポートに供給されるALC基準電圧が0となり、演算
増幅器OP3からLDドライバ162に供給されるAL
C制御電圧がマスキングされることとなる。
【0125】一方、タイマの設定時間が経過するまで
は、演算増幅器OP8の出力レベル(VT2)は「ロ
ー」であるから、インバータINVの出力レベルは「ハ
イ」となり、AND素子Q3の入力レベルは双方とも
「ハイ」となっている。
【0126】従って、このときは基準電圧源SV2から
供給されるアイドリング電流制御電圧がLDドライバ1
62に供給されており、これによりEDFAの光出力が
光サージを伴うことなしに立ち上がることとなる。
【0127】基準電圧源SV4(図26参照)の値V1
の方が基準電圧源SV5の値V2 よりも小さいので、基
準電圧源SV4に基づくタイマ(第1のタイマ)の設定
時間の方が基準電圧源SV5によるタイマ(第2のタイ
マ)の設定時間よりも短くなる。
【0128】従って、まず最初に演算増幅器OP7の出
力レベル(VT1)が立ち上がり、これに伴いALC制
御電圧のマスキングが解除される。その後に、演算増幅
器OP8の出力レベル(VT2)が立ち上がり、これに
伴ってアイドリング制御電圧がマスキングされることと
なる。
【0129】従って、出力レベルVT2が立ち上がった
後には、このEDFAの光出力が一定になるようにAL
Cが行われるのである。このように、本実施例による
と、光サージを発生させることなくEDFAの高速な起
動が可能になる。
【0130】尚、時刻T1 以降の光入力の復帰に際して
もマスキングの動作は前述のものと同様であるのでその
説明を省略する。上述の説明では、演算増幅器OP8の
出力レベル(VT2)が立ち上がるまでのアイドリング
期間において、アイドリング電流制御電圧が一定である
としたが、光入力レベルがある範囲内で変動したとして
もアイドリングに際しての光出力レベルを安定化させる
目的で、フィードフォワード制御を行うこともできる。
【0131】図29はそのための出力安定化回路の回路
図である。光入力レベルを検出するためのフォトダイオ
ード134のカソードは電源線に接続され、アノードは
抵抗R17を介して接地される。
【0132】フォトダイオード134のアノードは演算
増幅器OP9のプラス側入力ポートに接続される。演算
増幅器OP9のマイナス側入力ポートは出力ポートに接
続される。
【0133】演算増幅器OP9の出力ポートは抵抗R1
8を介して演算増幅器OP10のマイナス側入力ポート
に接続される。演算増幅器OP10のマイナス側入力ポ
ートはまた、可変抵抗器RV3を介して出力ポートに接
続される。
【0134】演算増幅器OP10のプラス側入力ポート
は抵抗R19を介して基準電圧源SV6に接続される。
この出力安定化回路の出力、即ち演算増幅器OP10の
出力電圧は、図25の基準電圧源SV2に換えてセッテ
ィングされる。
【0135】図30は図29の出力安定化回路の動作を
説明するための図である。縦軸はこの出力安定化回路に
よって供給されるアイドリング電流制御電圧を示し、横
軸は光入力レベルのモニタ電圧を示す。
【0136】符号164で示されるのは、光入力が断に
なっている領域であり、光入力のレベルがこの領域を超
えると、符号166で示されるように、アイドリング電
流制御電圧は光入力レベルが増大するのに従って減少す
る。これにより、アイドリングに際してのEDFAの光
出力を安定化させることができる。
【0137】また、上述の説明では、時定数回路による
タイマの設定時間に基づき、アイドリングからALCへ
の切り替えのタイミングを設定しているが、EDFAの
光出力レベルが予め定められた値を超えたことを検出し
て、アイドリングからALCへ切り替えてもよい。
【0138】光出力レベル検出によるアイドリングから
ALCへの切り替えのタイミングチャートを図31に示
す。この場合には、ALC制御電圧のマスキングを解除
するための電圧信号VT1は不要である。
【0139】この実施例では、EDFAの光出力レベル
が符号168で示される所定値を超えるまではALC制
御電圧がマスキングされており、所定値を超えることに
よってALC制御電圧のマスキングを解除するようにし
ている。
【0140】EDFAの出力レベルが所定値を超えたか
否かはフォトダイオード152の出力信号を用いて検出
することができる。図32は本発明が適用されるEDF
Aの第17実施例を示すブロック図である。このEDF
Aは、ポンプ光を出力するレーザダイオード144につ
いてのACC(自動電流制御)ループを有している。
【0141】レーザダイオード144の駆動電流(バイ
アス電流)はLD電流モニタ回路170により検出さ
れ、その検出信号はACC回路172に供給される。A
CC回路172は、アイドリングに際してレーザダイオ
ード144の駆動電流が一定になるように制御を行う。
【0142】この実施例においても、EDFAの光出力
レベルを一定に保つためのALC回路154が設けられ
ており、ACC回路172及びALC回路154のうち
マスク回路174によってマスキングされていない方の
制御信号がアナログOR回路176を介してレーザダイ
オード144のドライバに供給される。
【0143】図33及び図34は図32のマスク回路周
辺の具体例を示す回路図である。LDドライバ162′
はLD電流モニタ電圧を出力するための端子178を有
している。
【0144】LD電流モニタ電圧は演算増幅器OP11
のプラス側入力ポートに供給され、マイナス側入力ポー
トは出力ポートに接続される。演算増幅器OP11の出
力ポートは抵抗R20を介して演算増幅器OP12のマ
イナス側入力ポートに接続される。演算増幅器OP12
のマイナス側入力ポートと出力ポートとの間には、並列
にキャパシタC3及び抵抗R21が接続される。
【0145】演算増幅器OP12の出力ポートは抵抗R
5を介して演算増幅器OP4のプラス側入力ポートに接
続される。演算増幅器OP12のプラス側入力ポートは
抵抗R22を介して基準電圧源SV7に接続される。
【0146】基準電圧源SV7はACCのための基準電
圧を発生させるためのものであり、基準電圧源SV7と
抵抗R22の接続点は図34のAND素子Q3の出力ポ
ートに接続される。
【0147】ここで説明した部分以外の部分については
図25及び図26の構成に準じている。本実施例におい
ては、アイドリング電流はACCにより得られている点
のみが図25及び図26の実施例と異なり、その他の動
作については図28のタイムチャートを参照して容易に
理解することができるので、その説明を省略する。
【0148】図35は本発明が適用されるEDFAの第
18実施例を示すブロック図である。この実施例では、
ポンプ光源についてAPC(自動パワー制御)が行われ
ており、このAPCのループによってアイドリング電流
の設定がなされる。
【0149】そのために、レーザダイオード144のバ
ックワード光を光/電気変換するフォトディテクタ(フ
ォトダイオード)178が、図32の第17実施例にお
けるLD電流モニタ回路170の代わりに設けられてい
る。
【0150】フォトダイオード178の出力信号はAP
C回路180に供給される。APC回路180及びAL
C回路154からの制御信号は、アナログOR回路17
6を介してレーザダイオード144に送られる。
【0151】マスク回路174は、APC回路180及
びALC回路154を選択的にマスキングして、コール
ドスタート或いは光信号の入力の復帰に際してまずアイ
ドリング電流がレーザダイオード144に供給され、そ
の後にALCが行われるようにされている。
【0152】図36及び図37は図35のマスク回路周
辺の具体例を示す回路図である。この実施例では、図3
3の第17実施例においてLDドライバ162′からの
LD電流モニタ電圧を用いることに換えて、ポンプ光源
のバックワード光を受光するフォトダイオードの出力信
号を演算増幅器OP11のプラス側入力ポートに供給し
ている。
【0153】即ち、フォトダイオード178のカソード
は電源線に接続され、アノードは可変抵抗器RV4を介
して接地される。そして、フォトダイオード178と可
変抵抗器RV4の接続点の電位変化が演算増幅器OP1
1のプラス側入力ポートに供給される。
【0154】このようにAPCによってアイドリング電
流を得るようにしても、前実施例と同じように光サージ
を発生させることなく高速な起動が可能な光増幅器の提
供が可能になる。
【0155】尚、第17実施例及び第18実施例におい
ても、第16実施例と同じように、図29に示されるよ
うな出力安定化回路の採用も可能である。また、時定数
設定によるアイドリングからALCへの切り替えに換え
て、光出力レベル検出によるアイドリングからALCへ
の切り替えを行ってもよい。
【0156】次に説明する本発明のこの実施例は、一般
的に光送信装置に関し、さらに詳しくは、入力信号が
「1」の連続(マーク率1)や「0」の連続(マーク率
0)だった後通常の約1/2のマーク率に復帰するとき
に信号光を光増幅器の利得応答時間よりも遅らせて出力
するようにした光送信装置に関する。
【0157】光通信システムにおける中継器には、光信
号を一旦電気信号に変換して波形再生をした後に光信号
に再変換するものと、受けた光信号を光増幅器により直
接増幅して中継するものとが実用化されている。前者は
光通信システムの開発当初から使用されており、後者は
ここ数年の間に開発され、一部において実用化され始め
た段階である。
【0158】EDFAを始めとする光増幅器の最大の特
徴は、光通信システムの伝送速度が変わってもそのまま
使用を継続することができるという柔軟性であろう。特
に、光海底通信システムにおいては、一旦中継器を海底
に設置した後は、その引き揚げには莫大な費用がかかる
ために、上記の柔軟性を持つ光増幅器は最適な中継器を
提供する。もちろん、陸上においても光通信システムの
使用変更に柔軟に対応できることは大きなメリットであ
る。
【0159】EDFAにおいては、入力光を検出して、
入力がないときにはポンプ光源の駆動電流を停止する回
路が使用されている。図38及び図39は光信号断に伴
うEDFAの挙動を示す図である。
【0160】図38に符号182で示されるように光信
号が断になると、断検出回路は符号184で示されるよ
うに回路特有の遅延を有する断検出信号を出力する。こ
れに応じて、ポンプ光源の電流は符号186で示される
ように一旦増加した後に断になり、復帰時にはポンプ光
源に特有な遅延時間の後に電流が所定の値に復帰する。
【0161】そして、光出力は符号188で示されるよ
うにポンプ光源の電流の増加に伴って一旦上昇する。図
38の例は、光入力断が比較的長時間の場合であり、ポ
ンプ光源の電流が一旦上昇した以降に光信号が復帰する
ので特に問題は生じないが、図39に示されるように光
入力断が比較的短時間である場合には、ポンプ光源の電
流が上昇している間に光信号が復帰するので光出力に光
サージが発生する。尚、図39において符号190,1
92,194及び196で示されるチャートは、それぞ
れ図38の符号182,184,186及び188で示
されるチャートに対応している。
【0162】ある光増幅器において光サージが発生する
と、光中継システムに設置されているすべての光増幅器
を介してこの現象が伝搬し、最悪の場合には光受信装置
の受光回路を破損するという事故が発生する。
【0163】従って、光増幅器を使用する光通信システ
ムにおいては、上記の現象が発生しないような対策を行
うことが肝要である。図40は外部変調が適用される従
来の光送信装置を示すブロック図である。符号201は
レーザダイオード201a及びフォトダイオード201
bからなるレーザモジュール、符号202はAPC回
路、符号205はマッハツェンダ型光干渉器、符号20
6は光分岐器、符号207は光/電気変換回路、符号2
08は自動バイアス制御回路、符号209は駆動回路、
符号210はキャパシタを示している。
【0164】この装置においては、入力信号のマーク率
が1又は0に近いときには、マッハツェンダ型光干渉器
205には低周波信号が供給されることになるので、キ
ャパシタ201により低域遮断される。従って、マッハ
ツェンダ型光干渉器205からは光信号が出力されなく
なる。しかし、正常に復帰してマーク率が約1/2の入
力信号が入力されると、直ちに光信号が送出される。
【0165】図41は直接変調が適用される従来の光送
信装置を示すブロック図である。符号211はレーザダ
イオード211a及びフォトダイオード211bよりな
るレーザモジュール、符号212はパルス電流供給回
路、符号213はバイアス電流供給回路、符号202は
APC回路、符号204はマーク率検出回路である。
【0166】この装置においては、入力信号のマーク率
が0に近いときには、レーザダイオード211aにはバ
イアス電流だけが供給され、パルス電流は供給されない
ので、光出力は実効的に断になる。しかし、正常に復帰
してマーク率が約1/2の入力信号が供給されると、直
ちに光出力が供給される。
【0167】即ち、従来の光送信装置においては、外部
変調が適用される場合においても直接変調が適用される
場合においても、マーク率が1又は0から約1/2に復
帰したときに直ちに光出力が送出されるので、光伝送路
に配備されている光増幅器において光サージが発生する
恐れがあり、システムの信頼性を確保する上で問題があ
る。
【0168】よって、本発明のこの実施例の目的は、一
旦入力信号のマーク率が1又は0になったときに光増幅
器において光サージを発生させることがない光送信装置
を提供することにある。
【0169】図42は本発明の光送信装置の第1実施例
を示すブロック図であり、この光送信装置には外部変調
が適用されている。符号201はレーザダイオード20
1a及びフォトダイオード201bからなるレーザモジ
ュール、符号202はAPC回路、符号203はシャッ
トダウン回路、符号204はマーク率検出回路、符号2
05はマッハツェンダ型光干渉器、符号206は光分岐
器、符号207は光/電気変換回路、符号208は自動
バイアス制御回路、符号209は駆動回路、符号210
はキャパシタである。
【0170】図43は本発明の光送信装置の第2実施例
を示すブロック図である。この光送信装置には直接変調
が適用される。符号211はレーザダイオード211a
及びフォトダイオード211bからなるレーザモジュー
ル、符号212はパルス電流供給回路、符号213はバ
イアス電流供給回路、符号202はAPC回路、符号2
03はシャットダウン回路、符号204はマーク率検出
回路を示す。
【0171】即ち、本発明の特徴は、マーク率検出回路
の出力でAPC回路を介してレーザダイオードを停止す
るシャットダウン回路を設けることにある。本発明の原
理は、図42及び図43の装置において共通であるか
ら、図42についてその作用を説明する。また、簡単の
ために、入力が断になった場合を例に説明する。
【0172】入力信号が断になると、平均値検出回路で
あるマーク率検出回路204は断時間に対応して出力レ
ベルを変化させる。即ち、断を検出したら平均値から
「0」に変化し、復帰したら「0」から平均値に変化す
る。
【0173】この信号をシャットダウン回路203が受
けて立ち下がりを検出し、この検出信号によって所定時
間のパルスを発生する。このパルスでAPC回路202
を介してレーザダイオードの電流を停止すれば、光出力
がその間停止される。
【0174】そのパルスの継続時間を図39に示される
時間Tよりも長い時間TS に設定しておけば、光増幅器
において光サージが発生することはない。上において
は、入力信号の断を例にしたので、入力信号のマーク率
が0になる場合について説明した。マーク率検出回路2
04がマーク率1を検出する場合にも同様なレベル変化
をさせれば、シャットダウン回路203は同様な動作を
するので、やはりTS の間は光出力を停止することがで
きる。
【0175】図44はマーク率検出回路の例を示すブロ
ック図である。符号240はバッファゲート、符号24
1は1ビット遅延回路、符号242は排他的論理和回
路、符号243はカウンタ、符号244はラッチ回路、
符号245はデジタル・アナログ(D/A)変換回路、
符号246は第1の論理和回路、符号247は比較器で
ある。
【0176】尚、図44にはマーク率が0近傍であるこ
とを検出しても、1近傍であることを検出しても、シャ
ットダウン回路203にレベル変化を伝えるタイプのマ
ーク率検出回路が例示されている。
【0177】入力信号がマーク率約1/2であれば、バ
ッファゲート240の出力と1ビット遅延回路241の
出力は約1/2の確率で異なる論理レベルとなるので、
排他的論理和回路242の出力も約1/2の確率で
「1」になる。
【0178】これをカウンタ243でカウントし、所定
の出力ビットが「1」になったときにカウンタ出力をラ
ッチ回路244でラッチしてD/A変換回路245に供
給すると共に、カウント値をリセットする。D/A変換
回路245のアナログ出力を所定の基準電圧と比較し
て、シャットダウン回路203へ「1」を出力する。
【0179】一方、入力信号のマーク率が1又は0の場
合、バッファゲート240の出力と1ビット遅延回路2
41の出力は同じ論理レベルであるから、カウンタ24
3のカウントは進まない。従って、所定時間経過しても
D/A変換回路245の出力は0ボルトである。この電
圧と所定の基準電圧Vref とを比較して、シャットダウ
ン回路203へ「0」を出力する。
【0180】説明の簡略化のためにマーク率が1又は0
としたが、マーク率が1の近傍又は0の近傍でもカウン
トの進み方は遅いので、D/A変換回路245の出力も
低い電圧に止まり、回路全体の動作は上記と同様であ
る。
【0181】しかし、この場合には、カウンタ243の
所定の出力ビットに「1」が立つのを待つと、マーク率
が異常であるにもかかわらず、長時間の後には所定のビ
ットに「1」が立ってあたかもマーク率が1/2である
かのような動作をするので、所定時間経過したらカウン
トを停止することが望ましい。この信号が図44のカウ
ント停止信号である。このカウント停止信号の周期は、
例えば外部クロックを用いて、マーク率が1/2のとき
に所定ビットに「1」が立つのに要する時間と同じ時間
に設定すればよい。
【0182】また、上記では比較器247の基準電圧に
は一定の基準電圧Vref が印加されることを想定して説
明したが、この基準電圧を比較器247の出力電圧によ
って変化するようにすれば、比較特性にヒステリシスが
生じて、入力信号断のときに往々にして起こるチャタリ
ングを抑圧することができる。
【0183】図44に示されるマーク率検出回路におい
ては、マーク率の変化に対するD/A変換回路245の
出力電圧は、マーク率が1/2のときに最大値となり、
マーク率が1又は0のときに0ボルトになるので、AP
Cにマーク率検出電圧を必要としない外部変調が適用さ
れる光送信装置に適している。
【0184】これとは逆に、マーク率検出回路の出力電
圧をAPCの基準電圧として用いる直接変調が適用され
る光送信装置においては、上記の特性はAPCに適さな
いので、図44のマーク率検出回路に換えて、入力信号
の平均値を検出する公知のマーク率検出回路を用いるの
がよい。
【0185】図45はシャットダウン回路の例を示すブ
ロック図である。符号231は微分回路、符号232は
モノステイブルマルチバイブレータ(モノ・マルチ)を
示す。
【0186】マーク率検出回路の比較器の出力の「1」
から「0」への立ち下がりを微分回路231が微分し
て、モノステイブルマルチバイブレータ232に供給す
るトリガーパルスが生成される。このトリガーパルスに
よってモノステイブルマルチバイブレータ232は所定
時間TS のパルスを出力する。これをAPC回路202
に供給して、TS の間APCの動作を遮断してレーザダ
イオードの駆動電流を停止させる。
【0187】図46は図42、図43の実施例における
タイムチャートである。このタイムチャートにおいて
は、入力断の場合が想定されているが、マーク率が1に
なるときも同様である。
【0188】入力信号が断になると、マーク率検出回路
204が比較器247からマーク率検出信号を出力す
る。これをシャットダウン回路203の微分回路231
が立ち下がりで微分して、立ち下がり微分信号を生成す
る。
【0189】この立ち下がり微分信号でモノステイブル
マルチバイブレータ232が所定時間「1」を出力す
る。これによって、入力信号が復帰しても光出力は停止
されるので、光出力は入力信号の断に伴って停止され、
モノステイブルマルチバイブレータ232が「0」に復
帰したときに復帰する。
【0190】従って、時間TS を、入力信号が断になっ
てからポンプ光源の電流が一旦上昇して低下するまでの
時間Tよりも長く設定しておけば、光増幅器において光
サージを発生することがない。
【0191】以上述べた如く、本発明のこの実施例によ
ると、入力信号のマーク率が1又は0になった後正常な
マーク率1/2に復帰するときに光増幅器において光サ
ージを発生させることがない光送信装置の提供が可能に
なるという効果が生じる。これにより、光通信システム
の信頼度を高められる効果は大きなものがある。
【0192】尚、図46のタイムチャートにおいて、符
号252は入力信号、符号254はマーク率検出信号、
符号256は立ち下がり微分信号、符号258はモノス
テイブルマルチバイブレータの出力信号、符号260は
光出力をそれぞれ示している。また、符号262として
ポンプ光源の電流を参考までに示しておく。
【0193】図38及び図39により提示された技術的
課題は、光送信装置においてのみならず、光中継器にお
ける光増幅器においても解決することができる。即ち、
本発明のこの実施例によると、第1端及び第2端を有
し、該第1端から該第2端に向けて信号光を導波するよ
うにされた希土類元素がドープされたドープファイバ
と、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上記ドープファ
イバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポン
プ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング
手段と、上記ドープファイバへの上記信号光の入力が断
になったことを検知する断検出手段と、上記ドープファ
イバの第2端から出力される光の強度を検知するフォト
ディテクタと、該フォトディテクタの出力レベルが一定
になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動
レベル制御手段と、上記断検出手段の出力信号によって
上記ドープファイバの出力を所定時間遮断するシャット
ダウン手段とを備えた光増幅器が提供される。
【0194】望ましくは、シャットダウン手段は、ドー
プファイバの信号光伝搬方向上流側に設けられた光シャ
ッタを含む。或いは、シャットダウン手段は、ドープフ
ァイバの信号光伝搬方向下流側に設けられた光シャッタ
を含む。
【0195】図47は本発明が適用されるEDFAの第
19実施例を示すブロック図である。入力側光コネクタ
264に供給された信号光は、光シャッタ266を介し
て光分岐器268に入力される。光シャッタ266は図
15の実施例における光出力パワー制御器106に相当
し、光減衰器であってもよい。
【0196】光分岐器268の分岐光の一方は、フォト
ディテクタ270により光/電気変換され、分岐光の他
方は光アイソレータ272を介してドープファイバ27
4に供給される。
【0197】ドープファイバ274の信号光伝搬方向下
流側には合波器276が設けられており、ポンプ光源と
してのレーザダイオード278からのポンプ光は合波器
276を介してドープファイバ274に供給される。
【0198】ドープファイバ274内において増幅され
た信号光は、合波器276及び光アイソレータ280を
この順に通って光分岐器282に供給される。光分岐器
282の分岐光の一方はフォトディテクタ284により
光/電気変換され、分岐光の他方は出力側光コネクタ2
86を介して図示しない光伝送路に送出される。
【0199】フォトディテクタ284の出力信号はAL
C回路288に供給される。ALC回路288は、フォ
トディテクタ284の出力レベルが一定になるようにレ
ーザダイオード278に制御電流を供給する。
【0200】フォトディテクタ270の出力信号は、A
LC回路288及びモノステイブルマルチバイブレータ
290に供給される。モノステイブルマルチバイブレー
タ290は、フォトディテクタ270によって得られる
入力断情報に基づきある定められた時間を設定するため
のものであり、この一定時間の間光シャッタ266が閉
になるように光シャッタ266の駆動回路292に制御
信号を送る。
【0201】図48は図47のEDFAの動作を示すタ
イムチャートであり、同EDFAの各点における波形が
示されている。P1は光シャッタ266の入力波形、P
2は光シャッタ266の出力波形、P3はフォトディテ
クタ270の出力波形、P4はモノステイブルマルチバ
イブレータ290の出力波形、P5はALC回路288
の出力波形、P6はこのEDFAの出力波形を示してい
る。
【0202】符号294で示されるタイミングで信号光
の入力が断になると、わずかに遅れて符号296で示さ
れるようにフォトディテクタ270の出力レベルが低下
する。
【0203】これをトリガーとしてモノステイブルマル
チバイブレータ290は駆動回路292に光シャッタ2
66を開状態から閉状態にする信号を供給し、この閉状
態は一定時間Tの間継続される。
【0204】光入力が低下したことにより、ALC回路
288の動作によって符号298で示されるようにレー
ザダイオード278の駆動電流が増加するが、このとき
には光シャッタ266は閉状態にあるので、このEDF
Aの光出力に光サージが発生することがない。
【0205】図示された例では、符号300で示される
タイミングで比較的早い時期に信号光の入力が復帰する
が、光シャッタ266が閉状態にある場合には、わずか
な時間光出力が消失することになる。しかし、光サージ
が発生して光受信装置における受光素子が破壊しシステ
ムダウンするというデメリットを考慮すると、これを未
然に防ぐという意味でこの実施例の効果は大きい。
【0206】図49は本発明が適用されるEDFAの第
20実施例を示すブロック図である。この実施例では、
図47の第19実施例において入力側に光シャッタを設
けていることに代えて、出力側に光シャッタを設けてい
る。
【0207】即ち、光シャッタ302は光分岐器282
と出力側光コネクタ286との間に設けられる。光シャ
ッタ302は光減衰器であってもよい。光シャッタ30
2が駆動回路292によって駆動され、フォトディテク
タ270の出力信号がモノステイブルマルチバイブレー
タ290を介して供給されている点は図47の第19実
施例と同じである。
【0208】図50は図49のEDFAの動作を示すタ
イムチャートである。P11は光分岐器268の入力波
形、P12はフォトディテクタ270の出力波形、P1
3はレーザダイオード278の駆動波形、P14はモノ
ステイブルマルチバイブレータ290の出力信号レベ
ル、P15は光シャッタ302の入力波形、P16は光
シャッタ302の出力波形である。
【0209】この実施例では、光シャッタ302が出力
側に設けられているので、光シャッタ302の入力波形
には符号304で示されるように光サージが発生する
が、これが光シャッタ302によって遮断されて、光シ
ャッタ302の出力波形P16には光サージが発生しな
い。
【0210】図51は本発明が適用されるEDFAの第
21実施例を示すブロック図である。このEDFAは、
図47の第19実施例におけるモノステイブルマルチバ
イブレータ290に代えてラッチ回路306を有してい
る。ラッチ回路306は、フォトディテクタ270の出
力レベルが低下したときに光シャッタ266を開状態か
ら閉状態にするように駆動回路292に制御信号を送
る。また、ラッチ回路306にラッチ解除信号が入力さ
れると、光シャッタ266が閉状態から開状態にラッチ
回路306が駆動回路292に制御信号を送る。
【0211】図52は図51のEDFAの動作を示すタ
イムチャートである。P21は光シャッタ266の入力
波形、P22は光シャッタ266の出力波形、P23は
フォトディテクタ270の出力波形、P24はラッチ回
路306の出力信号レベル、P25はレーザダイオード
278の入力波形、P26はこのEDFAの出力波形、
P27はラッチ回路306に供給されるラッチ解除信号
の波形を示している。
【0212】本実施例は、図47の第19実施例或いは
図49の第20実施例において、モノステイブルマルチ
バイブレータによって一定時間の間光シャッタを閉じて
いることに換えて、光シャッタが閉じている期間をラッ
チ解除信号におけるラッチクリアパルス308によって
決定しようとするものである。
【0213】この実施例においては、ラッチ回路306
において、信号入力の断状態が発生しておりEDFAを
停止させている旨をオペレータ等に通知する機能を持た
せてもよい。オペレータは外部からの操作によってラッ
チクリアパルスを入力することで、その時点で信号光入
力の断状態が回復しているようであれば、通常の動作へ
戻すことができる。
【0214】尚、ラッチ回路が採用される図51の第2
1実施例においては、光シャッタはEDFAの入力側に
設けられているが、光シャッタ266はEDFAの出力
側に設けられていてもよい。
【0215】図38及び図39により説明した技術的課
題を解決するためになされた本発明の他の光送信装置
は、入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信
号光生成手段と、上記入力信号が断になったことを検出
する入力断検出手段と、該入力断検出手段の出力信号に
よって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシ
ャットダウン手段とを備える。その幾つかの実施例を以
下に説明する。
【0216】符号310は光源となるレーザダイオード
を示している。レーザダイオード310はLDドライバ
312によって駆動される。LDドライバ312は、入
力信号(データ)の入力ポート312Aと、シャットダ
ウン信号の入力ポート312Bと、レーザダイオード3
10に与えるバイアス電流の制御信号(電圧信号)VIB
の入力ポート312Cと、レーザダイオード310に与
えるパルス電流の制御信号(電圧信号)VIPの入力ポー
ト312Dと、マーク率データの出力ポート312Eと
を有している。
【0217】入力ポート312C及び312D並びに出
力ポート312EはAPC回路318に接続される。レ
ーザダイオード310のフォワード光は図示しない光伝
送路に送出され、レーザダイオード310のバックワー
ド光はフォトダイオード(フォトディテクタ)314に
よって光/電気変換される。フォトダイオード314の
出力信号は光出力検出回路316に供給される。
【0218】光出力検出回路316の出力信号には、レ
ーザダイオード310の出力光の強度が反映される。そ
の出力信号の一部はAPC回路318に供給され、これ
に基づきAPC回路318はレーザダイオード310の
出力レベルが一定になるようにLDドライバ312に制
御信号を送る。
【0219】光出力検出回路316の出力信号の他の一
部はモノステイブルマルチバイブレータ324に供給さ
れる。モノステイブルマルチバイブレータ324の出力
信号はOR回路326の一方の入力ポートに供給され
る。
【0220】OR回路326の他方の入力ポートには外
部からのシャットダウン信号が供給される。LDドライ
バ312の入力ポート312Aに供給される入力信号の
一部は分岐されて入力データ検出回路320に供給され
る。入力データ検出回路320の出力信号とOR回路3
26の出力信号とがもう1つのOR回路322の入力ポ
ートに供給され、OR回路322の出力信号はLDドラ
イバ312の入力ポート312Bに供給される。
【0221】図54は図53の光送信装置の動作を示す
フローチャートである。P31はLDドライバ312の
入力ポート312Aに供給される入力信号の波形、P3
2は入力データ検出回路320から出力される入力デー
タ検出信号の波形、P33はLDドライバ312の入力
ポート312Bに供給されるシャットダウン信号の波
形、P34はレーザダイオード310の出力波形、P3
5は光出力検出回路316からの光出力アラーム信号の
波形、P36はモノステイブルマルチバイブレータ32
4の出力波形である。
【0222】P31で示されるように入力信号が断にな
ると、その間P32で示されるように入力データ検出信
号はハイレベルとなる。入力信号が断になったタイミン
グをTA とする。
【0223】入力信号が断になるとフォトダイオード3
14の受光レベルが低下するので、これに伴ってP35
で示されるように光出力アラーム信号が発せられる。モ
ノステイブルマルチバイブレータ324は、光出力アラ
ーム信号を受けて、所定時間Tの間だけその出力信号を
ハイレベルにする。モノステイブルマルチバイブレータ
324の1パルスが終了するタイミングをTB とする。
【0224】モノステイブルマルチバイブレータ324
の出力信号がハイレベルの間は、P33で示されるよう
にシャットダウン信号がLDドライバ312に入力さ
れ、これによりP34で示されるようにレーザダイオー
ド310の出力が遮断される。
【0225】このように本実施例においても光サージの
発生が防止される。尚、OR回路326への外部からの
シャットダウン信号の入力を可能にしているのは、緊急
の場合におけるオペレータによるレーザダイオード31
0の出力の遮断を可能にするためである。
【0226】入力信号が断になったことを検出する手段
としては幾つかのものがある。図53の実施例において
は、LDドライバ312への入力信号から直接断検出を
行う手段と、レーザダイオード310のバックワード光
の強度に基づいて断検出を行う手段とが併用されてい
る。
【0227】これらの他に、LDドライバ312からA
PC回路318に供給されるマーク率データを用いる手
段も採用可能である。これについては後述する。入力断
検出回路の具体例を図55及び図56により説明する。
入力断検出回路は例えば図53の入力データ検出回路3
20或いは光出力検出回路316に含まれる。
【0228】入力ポート328と演算増幅器340のプ
ラス側入力ポートとの間には抵抗R101及びR102
が直列接続される。抵抗R101及びR102の接続点
はキャパシタC101を介して接地される。
【0229】演算増幅器340のプラス側入力ポートは
演算増幅器342のマイナス側入力ポートに接続され
る。プラス電源線+Vとマイナス電源線−Vとの間には
抵抗R103,R104及びR105がこの順に直列接
続される。抵抗R103及びR104は演算増幅器のマ
イナス側入力ポートに接続され、抵抗R104及びR1
05の接続点は演算増幅器342のプラス側入力ポート
に接続される。
【0230】演算増幅器340の出力ポートと演算増幅
器342の出力ポートはOR回路344の2つの入力ポ
ートにそれぞれ接続される。そして、OR回路344の
出力ポートがこの入力断検出回路の出力ポート346に
接続される。
【0231】この回路は入力信号の平均値検出を行うた
めのものであり、入力信号の平均レベルが抵抗R103
及びR104の接続点P41の電位と抵抗R104及び
R105の接続点P42の電位との間の範囲から外れた
ときに入力信号が断になったことを示す信号が出力ポー
ト346から出力される。
【0232】図56に示される入力断検出回路の例にお
いては、入力ポート328と演算増幅器340のプラス
側入力ポートとの間に抵抗R106及びダイオートD1
01がこの順に接続される。ダイオードD101の向き
は、そのカソードが演算増幅器340に接続されるよう
に設定される。
【0233】ダイオードD101のカソードはキャパシ
タC102を介して接地される。他の部分は図55の回
路と同様であるのでその説明を省略する。この入力断検
出回路は入力信号のピーク検出を行うためのものであ
る。即ち、入力信号のピーク値が点P41の電位と点P
42の電位の間の範囲から外れたときに入力信号が断に
なったことを示す信号が出力ポート346から出力され
るのである。
【0234】図57は図53に示されるLDドライバの
具体例を示す回路図である。このLDドライバはトラン
ジスタによる電流スイッチを組み合わせたものであり、
通常の知識を有する者であれば、その構成及び動作を極
めて容易に理解することができるので、図53に示され
るLDドライバ312の各入出力ポートを回路図中に記
載することでその説明に代えることとする。尚、図57
に符号348で示されるのは、レーザダイオード310
への電流出力ポートである。
【0235】図58は本発明が適用される光送信装置の
第4実施例を示すブロック図である。この実施例は図5
3の実施例と対比して、LDドライバ312の出力ポー
ト312Eからのマーク率データをモノステイブルマル
チバイブレータ324に供給している点で特徴づけられ
る。
【0236】入力信号が断になると、マーク率は0とな
るので、このマーク率データの変化をモニタしておくこ
とによって、入力信号が断になるタイミングTA (図5
4参照)を得ることができ、これによりモノステイブル
マルチバイブレータ324を起動させることができる。
【0237】図59は本発明が適用される光送信装置の
第5実施例を示すブロック図である。この実施例では、
図53の第3実施例においてLDドライバ312にOR
回路322からのシャットダウン信号を入力しているこ
とに換えて、ゲート回路350を用いている。即ちこの
実施例ではLDドライバ312のシャットダウン入力ポ
ートは使用されない。
【0238】ゲート回路350はAPC回路318から
LDドライバ312に供給されるLD電流の制御信号V
IB及びVIPをシャットダウン信号に基づいて遮断するよ
うに機能する。
【0239】これにより図53の実施例と同じような効
果が生じる。図60は本発明が適用される光送信装置の
第6実施例を示すブロック図である。この光送信装置に
は外部変調が適用される。
【0240】即ち、外部変調に特有な光変調器152及
びその駆動を制御するOMドライバ362が用いられ
る。光変調器352としては例えばマッハツェンダ型光
変調器を用いることができる。光源としてのレーザダイ
オード350は一定強度の光を出力するように制御され
る。そのために、レーザダイオード350のバックワー
ド光を光/電気変換するフォトダイオード(フォトディ
テクタ)356が設けられており、その出力信号はLD
出力検出回路358に供給される。そして、LD出力検
出回路358の出力信号はAPC回路360に供給され
る。APC回路360は、レーザダイオード350の出
力光の強度が一定になるようにレーザダイオード350
にバイアス電流を供給する。
【0241】レーザダイオード350のフォワード光は
光変調器352により例えば強度変調され、その変調光
は光分岐器354で二分岐される。分岐光の一方は図示
しない光伝送路に送出され、分岐光の他方がフォトディ
テクタ314に供給される。
【0242】OMドライバ362は、入力信号(デー
タ)の入力ポート362Aと、シャットダウン信号の入
力ポート362Bと、マーク率データの出力ポート36
2Cと、光変調器352の駆動信号の出力ポート362
Dとを有している。
【0243】このように、外部変調が適用される光送信
装置においても、図53の第3実施例に準じた構成を採
用することによって、光サージの発生を未然に防止し得
る光送信装置の提供が可能になる。
【0244】尚、外部変調が適用される場合には、直接
変調の場合に説明した入力断の検出手段の具体例の他に
さらに別の具体例も採用可能である。即ち、一般に、光
変調器の駆動回路(OMドライバ)からの駆動信号は電
圧信号であるから、この電圧信号を用いて直接入力断を
検出することができるのである。
【0245】また、外部変調が適用される場合において
OMドライバがシャットダウン入力ポートを有していな
い場合には、APC回路360とレーザダイオード35
0の間に図59に示されるようなゲート回路を設け、こ
れによってシャットダウンを行うようにしてもよい。
【0246】以上幾つかの入力断検出手段の具体例につ
いて言及したが、これらは互いに組み合わせて採用して
もよいし単独で採用してもよい。
【0247】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光増幅器において光信号の断及びその復帰の検出が容易
になるという効果が生じる。
【0248】また、光サージ発生の防止が可能になると
いう効果も生じる。本発明による他の効果は実施例その
他の本文の記載にある通りである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるEDFAの第1実施例を示
すブロック図である。
【図2】図1の演算手段の特性を示す図である。
【図3】EDFの出力光のスペクトルを示す図である。
【図4】本発明が適用されるEDFAの第2実施例を示
すブロック図である。
【図5】本発明が適用されるEDFAの第3実施例を示
すブロック図である。
【図6】本発明が適用されるEDFAの第4実施例を示
すブロック図である。
【図7】本発明が適用されるEDFAの第5実施例を示
すブロック図である。
【図8】本発明が適用されるEDFAの第6実施例を示
すブロック図である。
【図9】本発明が適用されるEDFAの第7実施例を示
すブロック図である。
【図10】本発明が適用されるEDFAの第8実施例を
示すブロック図である。
【図11】本発明が適用されるEDFAの第9実施例を
示すブロック図である。
【図12】図11の演算手段の特性を示す図である。
【図13】図11のディレイ回路のブロック図である。
【図14】図13のディレイ回路の動作を示すタイムチ
ャートである。
【図15】本発明が適用されるEDFAの第10実施例
を示すブロック図である。
【図16】本発明が適用されるEDFAの第11実施例
を示すブロック図である。
【図17】本発明が適用されるEDFAの第12実施例
を示すブロック図である。
【図18】本発明が適用されるEDFAの第13実施例
を示すブロック図である。
【図19】本発明が適用されるEDFAの第14実施例
を示すブロック図である。
【図20】本発明が適用されるEDFAの第15実施例
を示すブロック図である。
【図21】EDFAの従来技術を示すブロック図であ
る。
【図22】EDFA起動時の出力レベルの過渡応答を示
す図である。
【図23】本発明が適用されるEDFAの第16実施例
を示すブロック図である。
【図24】アイドリング電流による起動時における出力
レベルの過渡応答を示す図である。
【図25】図23のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その1)である。
【図26】図23のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その2)である。
【図27】LD電流とLDドライバコントローラ電圧の
関係の例を示す図である。
【図28】時定数設定によるアイドリングからALCへ
の切り替えへのタイムチャートである。
【図29】出力安定化回路の回路図である。
【図30】図29の出力安定化回路の動作説明図であ
る。
【図31】光出力レベル検出によるアイドリングからA
LCへの切り替えへのタイミングチャートである。
【図32】本発明が適用されるEDFAの第17実施例
を示すブロック図である。
【図33】図32のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その1)である。
【図34】図32のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その2)である。
【図35】EDFAの第18実施例を示すブロック図で
ある。
【図36】図35のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その1)である。
【図37】図35のマスク回路周辺の具体例を示す回路
図(その2)である。
【図38】光ファイバ増幅器の挙動(光入力断が長時間
の場合)のタイムチャートである。
【図39】光ファイバ増幅器の挙動(光入力断が短時間
の場合)のタイムチャートである。
【図40】従来の外部変調方式の光送信装置のブロック
図である。
【図41】従来の直接変調方式の光送信装置のブロック
図である。
【図42】本発明が適用される光送信装置の第1実施例
を示すブロック図である。
【図43】本発明が適用される光送信装置の第2実施例
を示すブロック図である。
【図44】マーク率検出回路の例を示すブロック図であ
る。
【図45】シャットダウン回路の例を示すブロック図で
ある。
【図46】図42,図43の例におけるタイムチャート
である。
【図47】本発明が適用されるEDFAの第19実施例
を示すブロック図である。
【図48】図47のEDFAの動作を示すタイムチャー
トである。
【図49】EDFAの第20実施例を示すブロック図で
ある。
【図50】図49のEDFAの動作を示すタイムチャー
トである。
【図51】本発明が適用されるEDFAの第21実施例
を示すブロック図である。
【図52】図51のEDFAの動作を示すタイムチャー
トである。
【図53】本発明が適用される光送信装置の第3実施例
を示すブロック図である。
【図54】図54の光送信装置の動作を示すタイムチャ
ートである。
【図55】入力断検出回路の具体例を示す回路図であ
る。
【図56】入力断検出回路の他の具体例を示す回路図で
ある。
【図57】LDドライバの具体例を示す回路図である。
【図58】本発明が適用される光送信装置の第4実施例
を示すブロック図である。
【図59】本発明が適用される光送信装置の第5実施例
を示すブロック図である。
【図60】本発明が適用される光送信装置の第6実施例
を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 ドープファイバ 4 合波器 6 レーザダイオード 8 光フィルタ手段 10,14 フォトディテクタ 12 光分岐器
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01S 3/10 Z H04B 10/14 10/06 10/04 (72)発明者 田村 裕司 北海道札幌市中央区北一条西2丁目1番地 富士通北海道ディジタル・テクノロジ株 式会社内 (72)発明者 島 道和 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山根 一雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 河崎 由美子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 大隈 義則 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 和裕 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宮木 裕司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 長久保 憩功 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 津田 高至 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 今井 啓祐 栃木県小山市城東3丁目28番1号 富士通 ディジタル・テクノロジ株式会社内

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1端及び第2端を有し、該第1端から
    該第2端に向けて信号光を導波するようにされた希土類
    元素がドープされたドープファイバと、 ポンプ光を出力するポンプ光源と、 上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続
    され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる
    光カップリング手段と、 上記ドープファイバの第2端から出力した光を受け、該
    光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出
    手段と、 上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号
    光が含まれないと検出されたときに、上記ポンプ光の強
    度を下げるように上記ポンプ光源を制御する制御手段と
    を備えた光増幅器。
  2. 【請求項2】 上記検出手段は、 上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号
    光に相当する第1の光出力と自然放出光に相当する第2
    の光出力とに分離する光フィルタ手段と、 上記第1の光出力を光/電気変換する第1のフォトディ
    テクタと、 上記第2の光出力を光/電気変換する第2のフォトディ
    テクタと、 該第1及び第2のフォトディテクタの出力信号のレベル
    差を演算する演算手段とを含む請求項1記載の光増幅
    器。
  3. 【請求項3】 上記光フィルタ手段は、 上記ドープファイバから出力された光を第1及び第2の
    分岐光に分岐する第1の光分岐器と、 上記第1の分岐光を受け、増幅された信号光を通過させ
    る第1の光フィルタと、 上記第2の分岐光を受け、自然放出光を通過させる第2
    の光フィルタとを含み、 該第2の光フィルタの出力光が上記第2のフォトディテ
    クタに供給され、 上記検出手段は、上記第1の光フィルタの出力光を第3
    及び第4の分岐光に分岐する第2の光分岐器をさらに含
    み、 該第3の分岐光は光伝送路に送出され、該第4の分岐光
    が上記第1のフォトディテクタに供給される請求項2記
    載の光増幅器。
  4. 【請求項4】 上記光フィルタ手段は、 上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号
    光の波長を含む第1の波長領域の光と増幅された信号光
    の波長を含まない第2の波長領域の光とに分光する分光
    器と、 上記第1の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過
    させる光フィルタとを含み、 上記分光器の出力光が上記第2のフォトディテクタに供
    給され、 上記検出手段は、上記光フィルタの出力光を第1及び第
    2の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、 該第1の分岐光は光伝送路に送出され、該第2の分岐光
    が上記第1のフォトディテクタに供給される請求項2記
    載の光増幅器。
  5. 【請求項5】 上記光フィルタ手段は、 上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号
    光の波長を含む狭い帯域の第1の成分と該帯域外の第2
    の成分とに分ける光バンドパスフィルタを含み、 該第2の成分が上記第2のフォトディテクタに供給さ
    れ、 上記検出手段は、上記第1の成分を第1及び第2の分岐
    光に分岐する光分岐器をさらに含み、 該第1の分岐光は光伝送路に送出され、該第2の分岐光
    が上記第1のフォトディテクタに供給される請求項2記
    載の光増幅器。
  6. 【請求項6】 上記光フィルタ手段は、 上記ドープファイバから出力された光を第1及び第2の
    分岐光に分岐する第1の光分岐器と、 上記第1の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む
    狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バン
    ドパスフィルタと、 上記第2の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む
    狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バン
    ド阻止手段とを含み、 該光バンド阻止手段の出力光が上記第2のフォトディテ
    クタに供給され、 上記検出手段は、上記光バンドパスフィルタの出力光を
    第3及び第4の分岐光に分岐する第2の光分岐器をさら
    に含み、 該第3の分岐光は光伝送路に送出され、該第4の分岐光
    が上記第1のフォトディテクタに供給される請求項2記
    載の光増幅器。
  7. 【請求項7】 上記光バンド阻止手段は、 上記第2の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも
    長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタと、 上記第2の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも
    短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタと、 該光ローパスフィルタ及び該光ハイパスフィルタの出力
    光を加え合わせて出力する光カプラとからなる請求項6
    記載の光増幅器。
  8. 【請求項8】 第1端及び第2端を有し、該第1端から
    該第2端に向けて信号光を導波するようにされた希土類
    元素がドープされたドープファイバと、 ポンプ光を出力するポンプ光源と、 上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続
    され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる
    光カップリング手段と、 上記ドープファイバの第2端から出力した光を受け、該
    光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出
    手段と、 上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号
    光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光
    が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パ
    ワー制御器とを備えた光増幅器。
  9. 【請求項9】 上記ドープファイバから出力された光に
    増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定
    められた時間が経過した後に上記光出力パワー制御器を
    動作させるディレイ手段をさらに備えた請求項8に記載
    の光増幅器。
  10. 【請求項10】 第1端及び第2端を有し、該第1端か
    ら該第2端に向けて信号光を導波するようにされた希土
    類元素がドープされたドープファイバと、 ポンプ光を出力するポンプ光源と、 上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続
    され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる
    光カップリング手段と、 上記ドープファイバの第2端から出力した光を受け、該
    光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出
    手段と、 上記ドープファイバに上記信号光の入力があったことを
    検知する手段と、 上記ドープファイバの第2端から出力される光の強度を
    検知するフォトディテクタと、 該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上
    記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段
    と、 上記制御手段よりも小さなアイドリング電流を上記ポン
    プ光源に供給するアイドリング手段と、 上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知
    されたときに、まず上記アイドリング電流が上記ポンプ
    光源に供給され、その後に上記制御電流が上記ポンプ光
    源に供給されるように上記自動レベル制御手段及び上記
    アイドリング手段を制御するマスキング手段とを備えた
    光増幅器。
  11. 【請求項11】 上記信号光の入力レベルに応じて上記
    アイドリング電流を増減する手段をさらに備えた請求項
    10記載の光増幅器。
  12. 【請求項12】 上記マスキング手段は、上記ドープフ
    ァイバに上記信号光の入力があったと検知されてから予
    め定められた時間が経過した後に、上記アイドリング電
    流の供給を停止する請求項10記載の光増幅器。
  13. 【請求項13】 上記マスキング手段は、上記フォトデ
    ィテクタの出力レベルが予め定められた値になったとき
    に上記アイドリング電流の供給を停止する請求項10記
    載の光増幅器。
  14. 【請求項14】 上記ポンプ光源に供給される電流を検
    出してその値をモニタ電圧に換算して出力する手段と、
    自動電流制御(ACC)基準電圧を発生する手段とをさ
    らに備え、 上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上
    記ACC電圧に一致するように設定される請求項10記
    載の光増幅器。
  15. 【請求項15】 上記ポンプ光の強度を検出してその値
    をモニタ電圧に換算して出力する手段と、自動パワー制
    御(APC)基準電圧を発生する手段とをさらに備え、 上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上
    記APC電圧に一致するように設定される請求項10記
    載の光増幅器。
  16. 【請求項16】 入力信号に基づいて変調された信号光
    を生成する信号光生成手段と、 上記入力信号のマーク率を検出し、該マーク率が第1の
    値より高いとき又は第2の値よりも低いときにマーク率
    異常を示す信号を出力するマーク率検出手段と、 該マーク率検出手段の出力信号によって上記信号光生成
    手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを
    備えた光送信装置。
  17. 【請求項17】 上記所定時間は光伝送路の途中に設け
    られる光増幅器の利得応答時間より長い請求項16記載
    の光送信装置。
  18. 【請求項18】 上記マーク率検出手段は、 上記入力信号と該入力信号を1ビット遅延させた信号の
    排他的論理和をカウントし、該カウント値が所定の値に
    なったとき又は所定時間が経過したときにカウントをリ
    セットされるカウンタと、 該カウンタの出力をデジタル/アナログ変換するD/A
    変換手段と、 該D/A変換手段の出力を基準電圧と比較する比較手段
    とを含む請求項16記載の光送信装置。
  19. 【請求項19】 上記シャットダウン手段は、 上記マーク率検出手段の出力信号に含まれるパルスの前
    縁を微分する微分回路と、 該微分回路の出力をトリガーとして動作するモノステイ
    ブルマルチバイブレータとを含む請求項16記載の光送
    信装置。
  20. 【請求項20】 上記基準電圧は上記比較手段の出力に
    よって変化する請求項18記載の光送信装置。
  21. 【請求項21】 第1端及び第2端を有し、該第1端か
    ら該第2端に向けて信号光を導波するようにされた希土
    類元素がドープされたドープファイバと、 ポンプ光を出力するポンプ光源と、 上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続
    され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる
    光カップリング手段と、 上記ドープファイバへの上記信号光の入力が断になった
    ことを検知する断検出手段と、 上記ドープファイバの第2端から出力される光の強度を
    検知するフォトディテクタと、 該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上
    記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段
    と、 上記断検出手段の出力信号によって上記ドープファイバ
    の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備え
    た光増幅器。
  22. 【請求項22】 上記シャットダウン手段は、上記ドー
    プファイバの信号光伝搬方向上流側に設けられた光シャ
    ッタを含む請求項21記載の光増幅器。
  23. 【請求項23】 上記シャットダウン手段は、上記ドー
    プファイバの信号光伝搬方向下流側に設けられた光シャ
    ッタを含む請求項21記載の光増幅器。
  24. 【請求項24】 入力信号に基づいて変調された信号光
    を生成する信号光生成手段と、 上記入力信号が断になったことを検出する入力断検出手
    段と、 該入力断検出手段の出力信号によって上記信号光生成手
    段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備
    えた光送信装置。
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