JP2941550B2 - 光中継装置 - Google Patents
光中継装置Info
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- JP2941550B2 JP2941550B2 JP4063229A JP6322992A JP2941550B2 JP 2941550 B2 JP2941550 B2 JP 2941550B2 JP 4063229 A JP4063229 A JP 4063229A JP 6322992 A JP6322992 A JP 6322992A JP 2941550 B2 JP2941550 B2 JP 2941550B2
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ伝送系に
おいて光信号の中継を行う光中継装置に関するものであ
る。
おいて光信号の中継を行う光中継装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来用いられている光ファイバ中継伝送
系の構成図を図６に示す。同図において、１ａ、１ｂ、
１ｃは光中継装置、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは給電線、
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは
光ファイバ、５は定電流電源、２４ａ、２４ｂは光伝送
端局装置である。送信端並びに受信端に設置された光伝
送端局装置２４ａ、２４ｂの間を結ぶ上記３ａ、４ａ等
で表される光ファイバ伝送路３、４中には、上記１ａ等
で表される多数の光中継装置１が直列に挿入される。こ
こで、各光中継装置１に対する電源の供給は、通常、送
信端又は受信端に設置された定電流電源５により直流定
電流を供給する、定電流給電方式により行われることが
多い。
系の構成図を図６に示す。同図において、１ａ、１ｂ、
１ｃは光中継装置、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは給電線、
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは
光ファイバ、５は定電流電源、２４ａ、２４ｂは光伝送
端局装置である。送信端並びに受信端に設置された光伝
送端局装置２４ａ、２４ｂの間を結ぶ上記３ａ、４ａ等
で表される光ファイバ伝送路３、４中には、上記１ａ等
で表される多数の光中継装置１が直列に挿入される。こ
こで、各光中継装置１に対する電源の供給は、通常、送
信端又は受信端に設置された定電流電源５により直流定
電流を供給する、定電流給電方式により行われることが
多い。
【０００３】図５は、従来の光中継装置の構成を示す構
成図である。この図は『Ｕｎｄｅｒｓｅａ Ｌｉｇｈｔ
ｗａｖｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＥＥＥ
ｐｒｅｓｓ、１９８６年刊）、３８４頁、Ｆｉｇ．５』
に示されたもので、図において、１は光中継装置、２
ａ、２ｂは給電線、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは光ファイ
バ、６ａ、６ｂは光中継回路、７は定電圧ダイオードで
ある。なお、図５においては理解を助けるために補足並
びに簡略化を行っている。
成図である。この図は『Ｕｎｄｅｒｓｅａ Ｌｉｇｈｔ
ｗａｖｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＩＥＥＥ
ｐｒｅｓｓ、１９８６年刊）、３８４頁、Ｆｉｇ．５』
に示されたもので、図において、１は光中継装置、２
ａ、２ｂは給電線、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは光ファイ
バ、６ａ、６ｂは光中継回路、７は定電圧ダイオードで
ある。なお、図５においては理解を助けるために補足並
びに簡略化を行っている。
【０００４】次に動作について説明する。光中継装置１
は、上り回線用光中継回路６ａと、下り回線用光中継回
路６ｂと、定電圧ダイオード７とから構成される。光フ
ァイバ３ａにより入力される上り回線光信号は、光中継
回路６ａにより、再生中継又は光増幅中継され、光ファ
イバ３ｂに出力される。また、光ファイバ４ａにより入
力される下り回線光信号は、光中継回路６ｂにより再生
中継又は光増幅中継され、光ファイバ４ｂに出力され
る。一方、光中継回路６ａと光中継回路６ｂは、定電圧
ダイオード７に互いに並列に接続される。上記定電圧ダ
イオード７は、給電線２ａより入力される直流定電流に
より所定の定電圧を発生し、上記光中継回路６ａ、６ｂ
に供給する。なお、光中継回路６の詳細は、図５（ｂ）
に示すように励起光源１３とトランジスタ１５が直列接
続されている。この形式は標準ではあるが、直列接続で
励起するために正規の電圧を常に印加する必要があっ
た。
は、上り回線用光中継回路６ａと、下り回線用光中継回
路６ｂと、定電圧ダイオード７とから構成される。光フ
ァイバ３ａにより入力される上り回線光信号は、光中継
回路６ａにより、再生中継又は光増幅中継され、光ファ
イバ３ｂに出力される。また、光ファイバ４ａにより入
力される下り回線光信号は、光中継回路６ｂにより再生
中継又は光増幅中継され、光ファイバ４ｂに出力され
る。一方、光中継回路６ａと光中継回路６ｂは、定電圧
ダイオード７に互いに並列に接続される。上記定電圧ダ
イオード７は、給電線２ａより入力される直流定電流に
より所定の定電圧を発生し、上記光中継回路６ａ、６ｂ
に供給する。なお、光中継回路６の詳細は、図５（ｂ）
に示すように励起光源１３とトランジスタ１５が直列接
続されている。この形式は標準ではあるが、直列接続で
励起するために正規の電圧を常に印加する必要があっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光中継装置は以
上のように構成されており、各光中継回路が定電圧発生
用の定電圧ダイオードに互いに並列に接続されているた
めに、まず、上記光中継回路の数、この場合は上り下り
の２回路で、２倍の給電電流が必要である。また、各光
中継回路に使用されるレーザダイオード（ＬＤ）に供給
するバイアス電流が温度により大きく変化するために、
上記定電圧ダイオードの発生電圧が変動するという課題
があった。
上のように構成されており、各光中継回路が定電圧発生
用の定電圧ダイオードに互いに並列に接続されているた
めに、まず、上記光中継回路の数、この場合は上り下り
の２回路で、２倍の給電電流が必要である。また、各光
中継回路に使用されるレーザダイオード（ＬＤ）に供給
するバイアス電流が温度により大きく変化するために、
上記定電圧ダイオードの発生電圧が変動するという課題
があった。
【０００６】特に、各光中継回路を希土類ドープ光ファ
イバを用いたファイバ形光増幅器で構成した場合は、上
記希土類ドープ光ファイバを高出力の励起用光源（通
常、高出力ＬＤが用いられる）で励起する必要があるた
めに、消費電流が大きく、それに起因した電源電圧変動
も大きかった。したがって、安定した性能の光中継シス
テムを経済的に実現するためには、これらを大幅に低減
する必要があった。
イバを用いたファイバ形光増幅器で構成した場合は、上
記希土類ドープ光ファイバを高出力の励起用光源（通
常、高出力ＬＤが用いられる）で励起する必要があるた
めに、消費電流が大きく、それに起因した電源電圧変動
も大きかった。したがって、安定した性能の光中継シス
テムを経済的に実現するためには、これらを大幅に低減
する必要があった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、消費電流が少なく、しかも負荷と
なる各光中継回路の電流が変動しても安定動作が実現で
きる光中継装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、消費電流が少なく、しかも負荷と
なる各光中継回路の電流が変動しても安定動作が実現で
きる光中継装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光中継装
置は、入力光信号を再生中継又は光増幅中継する光中継
回路と、上記 光中継回路の給電電流量を制御する側流
回路とをまず並列接続して一組とし、この一組を複数組
直列接続して定電流源に接続すると共に、これらに、定
電流源の給電線に接続され、定電圧を生成する定電圧素
子を、並列に接続して光中継装置とした。更に具体的に
は、光の増幅媒質である光ファイバと、上記光ファイバ
に光カプラを介して接続された励起光源とから構成され
る光中継回路と、その光中継回路の励起光源の出力光の
一部を受ける受光素子の受光量により上記励起光源の駆
動電流量を制御する側流電流制御素子をまず並列接続し
て一組とし、その一組を複数組直列接続して定電流源に
接続すると共に、これらに、定電流源の給電線に接続さ
れ、定電圧を生成する定電圧素子を、並列に接続して光
中継装置とした。更に上記励起光源のオープン故障時に
は上記側流電流制御素子を全導通させる保護素子を備え
て光中継装置とした。
置は、入力光信号を再生中継又は光増幅中継する光中継
回路と、上記 光中継回路の給電電流量を制御する側流
回路とをまず並列接続して一組とし、この一組を複数組
直列接続して定電流源に接続すると共に、これらに、定
電流源の給電線に接続され、定電圧を生成する定電圧素
子を、並列に接続して光中継装置とした。更に具体的に
は、光の増幅媒質である光ファイバと、上記光ファイバ
に光カプラを介して接続された励起光源とから構成され
る光中継回路と、その光中継回路の励起光源の出力光の
一部を受ける受光素子の受光量により上記励起光源の駆
動電流量を制御する側流電流制御素子をまず並列接続し
て一組とし、その一組を複数組直列接続して定電流源に
接続すると共に、これらに、定電流源の給電線に接続さ
れ、定電圧を生成する定電圧素子を、並列に接続して光
中継装置とした。更に上記励起光源のオープン故障時に
は上記側流電流制御素子を全導通させる保護素子を備え
て光中継装置とした。
【０００９】
【作用】この発明における光中継装置は、光中継回路及
びそれに並列接続された側流回路を複数組直列接続し定
電流源に接続するように構成したので、上記各光中継回
路及び側流回路に供給される電流の和は一定に保たれ
る。また、いずれかの光中継回路のオープン故障時には
保護素子が導通し、上記側流回路を全導通させて給電電
流を迂回させ、他の光中継回路への給電が断にならない
ようにする。
びそれに並列接続された側流回路を複数組直列接続し定
電流源に接続するように構成したので、上記各光中継回
路及び側流回路に供給される電流の和は一定に保たれ
る。また、いずれかの光中継回路のオープン故障時には
保護素子が導通し、上記側流回路を全導通させて給電電
流を迂回させ、他の光中継回路への給電が断にならない
ようにする。
【００１０】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図１
〜図４を用いて説明する。図１はこの発明の一実施例を
示す構成図であり、図中、１、２ａ、２ｂ、３ａ、３
ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７は図５と同一のもので
ある。８ａ、８ｂは側流回路、９は定電流源である。
〜図４を用いて説明する。図１はこの発明の一実施例を
示す構成図であり、図中、１、２ａ、２ｂ、３ａ、３
ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７は図５と同一のもので
ある。８ａ、８ｂは側流回路、９は定電流源である。
【００１１】次に動作について説明する。光ファイバ３
ａにより入力される上り回線光信号は、光中継回路６ａ
により、再生中継又は光増幅中継され、光ファイバ３ｂ
に出力される。また、光ファイバ４ａにより入力される
下り回線光信号は、光中継回路６ｂにより再生中継又は
光増幅中継され、光ファイバ４ｂに出力される。一方、
光中継回路６ａと光中継回路６ｂは互いに直列に接続さ
れ、各光中継回路６ａ（又は６ｂ）には、給電される電
流の一部または全部を側流する側流回路８ａ（又は８
ｂ）がそれぞれ並列に接続されている。上記２組の光中
継回路６ａ（又は６ｂ）／側流回路８ａ（又は８ｂ）対
に、さらに直列に定電流源９が接続され、これらが定電
圧ダイオード７に対して負荷回路として並列に接続され
ている。
ａにより入力される上り回線光信号は、光中継回路６ａ
により、再生中継又は光増幅中継され、光ファイバ３ｂ
に出力される。また、光ファイバ４ａにより入力される
下り回線光信号は、光中継回路６ｂにより再生中継又は
光増幅中継され、光ファイバ４ｂに出力される。一方、
光中継回路６ａと光中継回路６ｂは互いに直列に接続さ
れ、各光中継回路６ａ（又は６ｂ）には、給電される電
流の一部または全部を側流する側流回路８ａ（又は８
ｂ）がそれぞれ並列に接続されている。上記２組の光中
継回路６ａ（又は６ｂ）／側流回路８ａ（又は８ｂ）対
に、さらに直列に定電流源９が接続され、これらが定電
圧ダイオード７に対して負荷回路として並列に接続され
ている。
【００１２】上記のように、光中継回路６ａと光中継回
路６ｂとは互いに直列に接続されているために、給電線
２ａより入力される直流定電流は光中継回路の数に依ら
ず、つまり２回路分ではなくて一回路分の電流で済む。
また、各光中継回路６ａ（又は６ｂ）と側流回路８ａ
（又は８ｂ）への供給電流の和は定電流源９により常に
一定に保たれるために、光中継回路６ａ（又は６ｂ）の
消費電流変動が大きい場合でも上記定電圧ダイオード７
に流れる電流は一定となる。したがって、定電圧ダイオ
ード７より上記光中継回路６ａ、６ｂ及び側流回路８ａ
（又は８ｂ）に供給される電圧も一定となるために、安
定な動作が実現できる。
路６ｂとは互いに直列に接続されているために、給電線
２ａより入力される直流定電流は光中継回路の数に依ら
ず、つまり２回路分ではなくて一回路分の電流で済む。
また、各光中継回路６ａ（又は６ｂ）と側流回路８ａ
（又は８ｂ）への供給電流の和は定電流源９により常に
一定に保たれるために、光中継回路６ａ（又は６ｂ）の
消費電流変動が大きい場合でも上記定電圧ダイオード７
に流れる電流は一定となる。したがって、定電圧ダイオ
ード７より上記光中継回路６ａ、６ｂ及び側流回路８ａ
（又は８ｂ）に供給される電圧も一定となるために、安
定な動作が実現できる。
【００１３】図２は、図１の一実施例に示した光中継装
置の詳細構成の一例として、希土類ドープ光ファイバを
用いた光増幅中継方式による場合に適用した一実施例を
示す構成図である。図中、１、２ａ、２ｂ、３ａ、３
ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７、８ａ、８ｂ、９は図
１と同一のものである。１０ａ、１０ｂは希土類ドープ
光ファイバ、１１ａ、１１ｂは光カプラ、１２ａ、１２
ｂは光方向性結合器１３ａ、１３ｂは励起光源、１４
ａ、１４ｂは受光素子、１５ａ、１５ｂは側流電流制御
素子であるトランジスタ、１６ａ、１６ｂは電流制御回
路である。ここで、光中継回路６ａは希土類ドープ光フ
ァイバ１０ａ、光カプラ１１ａ、光方向性結合器１２
ａ、励起光源１３ａで構成されており、光中継回路６ｂ
は希土類ドープ光ファイバ１０ｂ、光カプラ１１ｂ、光
方向性結合器１２ｂ、励起光源１３ｂとから構成され
る。また、側流回路８ａは受光素子１４ａ、トランジス
タ１５ａ、電流制御回路１６ａで構成されており、側流
回路８ｂは受光素子１４ｂ、トランジスタ１５ｂ、電流
制御回路１６ｂとから構成される。従来例と比べると、
励起光源１４ａと側流電流制御素子であるドランジスタ
１５ａが並列に接続されている差異が大きい。このこと
により相対的に小さな印加電圧に対しても励起光源１４
ａが動作可能となっている。
置の詳細構成の一例として、希土類ドープ光ファイバを
用いた光増幅中継方式による場合に適用した一実施例を
示す構成図である。図中、１、２ａ、２ｂ、３ａ、３
ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７、８ａ、８ｂ、９は図
１と同一のものである。１０ａ、１０ｂは希土類ドープ
光ファイバ、１１ａ、１１ｂは光カプラ、１２ａ、１２
ｂは光方向性結合器１３ａ、１３ｂは励起光源、１４
ａ、１４ｂは受光素子、１５ａ、１５ｂは側流電流制御
素子であるトランジスタ、１６ａ、１６ｂは電流制御回
路である。ここで、光中継回路６ａは希土類ドープ光フ
ァイバ１０ａ、光カプラ１１ａ、光方向性結合器１２
ａ、励起光源１３ａで構成されており、光中継回路６ｂ
は希土類ドープ光ファイバ１０ｂ、光カプラ１１ｂ、光
方向性結合器１２ｂ、励起光源１３ｂとから構成され
る。また、側流回路８ａは受光素子１４ａ、トランジス
タ１５ａ、電流制御回路１６ａで構成されており、側流
回路８ｂは受光素子１４ｂ、トランジスタ１５ｂ、電流
制御回路１６ｂとから構成される。従来例と比べると、
励起光源１４ａと側流電流制御素子であるドランジスタ
１５ａが並列に接続されている差異が大きい。このこと
により相対的に小さな印加電圧に対しても励起光源１４
ａが動作可能となっている。
【００１４】次に動作について説明する。以下では上り
回線用の光中継回路６ａ並びに側流回路８ａについて説
明するが、下り回線用の光中継回路６ｂ並びに側流回路
８ｂの動作も全く同一である。まず光中継回路６ａの動
作について示す。希土類ドープ光ファイバ１０ａは例え
ば希土類元素であるエルビウムを長さ数ｍ〜数十ｍ程度
のシングルモード光ファイバにドープしたものである。
希土類ドープ光ファイバ１０ａには光カプラ１１ａが接
続されている。励起光源１３ａは例えば波長１．４８μ
ｍの半導体レーザ（ＬＤ）であり、その出力光は光カプ
ラ１１ａにより希土類ドープ光ファイバ１０ａに入力さ
れる。上記励起光源１３ａの出力光が希土類ドープ光フ
ァイバ１０ａに入力されると、希土類ドープ光ファイバ
１０ａは反転分布状態となり、光ファイバ３ａにより入
力された波長１．５３μｍもしくは１．５５μｍの上り
回線光信号は、誘導放出作用により増幅された後、光方
向性結合器１２ａを介して光ファイバ３ｂに出力され
る。
回線用の光中継回路６ａ並びに側流回路８ａについて説
明するが、下り回線用の光中継回路６ｂ並びに側流回路
８ｂの動作も全く同一である。まず光中継回路６ａの動
作について示す。希土類ドープ光ファイバ１０ａは例え
ば希土類元素であるエルビウムを長さ数ｍ〜数十ｍ程度
のシングルモード光ファイバにドープしたものである。
希土類ドープ光ファイバ１０ａには光カプラ１１ａが接
続されている。励起光源１３ａは例えば波長１．４８μ
ｍの半導体レーザ（ＬＤ）であり、その出力光は光カプ
ラ１１ａにより希土類ドープ光ファイバ１０ａに入力さ
れる。上記励起光源１３ａの出力光が希土類ドープ光フ
ァイバ１０ａに入力されると、希土類ドープ光ファイバ
１０ａは反転分布状態となり、光ファイバ３ａにより入
力された波長１．５３μｍもしくは１．５５μｍの上り
回線光信号は、誘導放出作用により増幅された後、光方
向性結合器１２ａを介して光ファイバ３ｂに出力され
る。
【００１５】次に側流回路８ａの動作について示す。側
流用トランジスタ１５ａは、コレクタが上記励起用ＬＤ
１３ａのアノードに、エミッタが同カソードにそれぞれ
接続されており、上記励起用ＬＤ１３ａとトランジスタ
１５ａに流れる電流の和は電流源９により常に一定に保
たれる。また、励起用ＬＤ１３ａの出力の一部を受光す
る受光素子１４ａの受光電流を入力とし、受光量に応じ
て出力電流を制御する電流制御回路１６ａの出力がトラ
ンジスタ１５ａのベースに接続される。ここで、電流制
御回路１６ａは、上記受光素子１４ａの受光電流が常に
一定となるように該トランジスタ１５ａの電流を負帰還
制御することにより、励起用ＬＤ１３ａの光出力を常に
一定に保つ。このようにして、印加電圧最小で、しかも
励起電流の変動分のみをトランジスタ１５ａが受け持つ
ことにより、励起電流損失最小の動作が可能となる。
流用トランジスタ１５ａは、コレクタが上記励起用ＬＤ
１３ａのアノードに、エミッタが同カソードにそれぞれ
接続されており、上記励起用ＬＤ１３ａとトランジスタ
１５ａに流れる電流の和は電流源９により常に一定に保
たれる。また、励起用ＬＤ１３ａの出力の一部を受光す
る受光素子１４ａの受光電流を入力とし、受光量に応じ
て出力電流を制御する電流制御回路１６ａの出力がトラ
ンジスタ１５ａのベースに接続される。ここで、電流制
御回路１６ａは、上記受光素子１４ａの受光電流が常に
一定となるように該トランジスタ１５ａの電流を負帰還
制御することにより、励起用ＬＤ１３ａの光出力を常に
一定に保つ。このようにして、印加電圧最小で、しかも
励起電流の変動分のみをトランジスタ１５ａが受け持つ
ことにより、励起電流損失最小の動作が可能となる。
【００１６】実施例２．図３は図２の一実施例に示した
電流制御回路１６ａの他の詳細構成の一例を示すもの
で、図中、７、１３ａ、１４ａ、１５ａは図２と同一の
ものである。１７ａは定電流源、１８ａ、１９ａはダー
リントン接続されたトランジスタ、２０ａはトランジス
タ、２１ａ、２２ａは抵抗、２３ａはＮ個（Ｎ≧１）の
直列接続されたダイオードから成る障害対策回路であ
る。
電流制御回路１６ａの他の詳細構成の一例を示すもの
で、図中、７、１３ａ、１４ａ、１５ａは図２と同一の
ものである。１７ａは定電流源、１８ａ、１９ａはダー
リントン接続されたトランジスタ、２０ａはトランジス
タ、２１ａ、２２ａは抵抗、２３ａはＮ個（Ｎ≧１）の
直列接続されたダイオードから成る障害対策回路であ
る。
【００１７】次に接続構成を以下に示す。励起用ＬＤ１
３ａの出力光の一部を受光する受光素子１４ａは、アノ
ードがトランジスタ１５ａのコレクタに、カソードがト
ランジスタ１８ａのベースに接続された抵抗２１ａの一
端に接続されている。トランジスタ１８ａのベースに
は、上記抵抗２１ａと、負極端子が定電圧ダイオード７
のアノードに接続された基準電流発生用の定電流源１７
ａの正極端子が接続されている。また、トランジスタ１
８ａのコレクタには定電圧ダイオード７のカソードに接
続された抵抗２２ａの一端が接続されている。また、ト
ランジスタ２０ａは、ベースがトランジスタ１９ａのコ
レクタに、エミッタが定電圧ダイオード７のカソード
に、コレクタがトランジスタ１５ａのベース及び障害対
策回路２３ａの一端に接続されている。さらに、障害対
策回路２３ａの他端は定電圧ダイオ−ド７に接続されて
いる。なお、電流制御回路１６ｂも全く同様の構成で実
現できる。ここで、図３はトランジスタ１５ａにＮＰＮ
トランジスタを用いた場合の構成例であるが、ＰＮＰト
ランジスタを用いた場合には、トランジスタ１９ａのコ
レクタをトランジスタ１５ａのベースにＰＮＰトランジ
スタ２０ａを介さず直接に接続すればよい。
３ａの出力光の一部を受光する受光素子１４ａは、アノ
ードがトランジスタ１５ａのコレクタに、カソードがト
ランジスタ１８ａのベースに接続された抵抗２１ａの一
端に接続されている。トランジスタ１８ａのベースに
は、上記抵抗２１ａと、負極端子が定電圧ダイオード７
のアノードに接続された基準電流発生用の定電流源１７
ａの正極端子が接続されている。また、トランジスタ１
８ａのコレクタには定電圧ダイオード７のカソードに接
続された抵抗２２ａの一端が接続されている。また、ト
ランジスタ２０ａは、ベースがトランジスタ１９ａのコ
レクタに、エミッタが定電圧ダイオード７のカソード
に、コレクタがトランジスタ１５ａのベース及び障害対
策回路２３ａの一端に接続されている。さらに、障害対
策回路２３ａの他端は定電圧ダイオ−ド７に接続されて
いる。なお、電流制御回路１６ｂも全く同様の構成で実
現できる。ここで、図３はトランジスタ１５ａにＮＰＮ
トランジスタを用いた場合の構成例であるが、ＰＮＰト
ランジスタを用いた場合には、トランジスタ１９ａのコ
レクタをトランジスタ１５ａのベースにＰＮＰトランジ
スタ２０ａを介さず直接に接続すればよい。
【００１８】次に動作を数式を用いて説明する。ここ
で、各変数を以下の様に定義する。 Ｐｏｕｔ ：励起光源用ＬＤ１３ａの光出力レベル Ｉｒｅｆ ：基準電流発生用定電流源１７ａの基準電流 α ：受光素子１４ａの受光感度 β１ ：ダーリントントランジスタ１８ａ、１９ａ
の電流増幅率 β２ ：トランジスタ２０ａの電流増幅率 β３ ：トランジスタ１５ａの電流増幅率 η ：励起光源用ＬＤ１３ａの微分量子効率 Ｉｌｄ ：励起光源用ＬＤ１３ａの直流バイアス電流 Ｉｔｈ ：励起光源用ＬＤ１３ａの閾値電流 Ｉｐ ：受光素子１４ａの受光電流 Ｉｔｒ ：トランジスタ１５ａのコレクタ電流 Ｉｂ ：障害対策回路２３ａの電流 Ｉｔ ：定電流源９の電流
で、各変数を以下の様に定義する。 Ｐｏｕｔ ：励起光源用ＬＤ１３ａの光出力レベル Ｉｒｅｆ ：基準電流発生用定電流源１７ａの基準電流 α ：受光素子１４ａの受光感度 β１ ：ダーリントントランジスタ１８ａ、１９ａ
の電流増幅率 β２ ：トランジスタ２０ａの電流増幅率 β３ ：トランジスタ１５ａの電流増幅率 η ：励起光源用ＬＤ１３ａの微分量子効率 Ｉｌｄ ：励起光源用ＬＤ１３ａの直流バイアス電流 Ｉｔｈ ：励起光源用ＬＤ１３ａの閾値電流 Ｉｐ ：受光素子１４ａの受光電流 Ｉｔｒ ：トランジスタ１５ａのコレクタ電流 Ｉｂ ：障害対策回路２３ａの電流 Ｉｔ ：定電流源９の電流
【００１９】図３より次式が成り立つ。 Ｉｔ＝Ｉｔｒ＋Ｉｌｄ （１） ｐｏｕｔ＝η・（Ｉｌｄ−Ｉｔｈ） （２） Ｉｔｒ＝β１・β２・β３・（Ｉｐ−Ｉｒｅｆ）＋β３・Ｉｂ （３） Ｉｐ＝α・Ｐｏｕｔ （４） 上記（１）式〜（４）式より、励起光源用ＬＤ１３ａの
正常動作時の光出力Ｐｏｕｔは次式で表される。 Ｐｏｕｔ＝［Ｉｒｅｆ＋ （Ｉｔ−Ｉｔｈ）／β１・β２・β３−Ｉｂ／β１・β２）］ ／［α・｛１＋１／（α・β１・β２・β３・η）｝］ （５） 励起光源用ＬＤ１３ａが正常動作時には障害対策回路２
３ａに流れる電流Ｉｂは漏電流程度であり、ほとんど無
視できる。
正常動作時の光出力Ｐｏｕｔは次式で表される。 Ｐｏｕｔ＝［Ｉｒｅｆ＋ （Ｉｔ−Ｉｔｈ）／β１・β２・β３−Ｉｂ／β１・β２）］ ／［α・｛１＋１／（α・β１・β２・β３・η）｝］ （５） 励起光源用ＬＤ１３ａが正常動作時には障害対策回路２
３ａに流れる電流Ｉｂは漏電流程度であり、ほとんど無
視できる。
【００２０】ここで、ダ−リントン接続により、β１を
充分大きな値となるように設計すると、次の（６）、
（７）式が成立する。 α・β１・β２・β３・η＞＞１ （６） β１・β２＞＞１ （７） その結果、（５）式は次の（８）式で近似できる。 Ｐｏｕｔ＝Ｉｒｅｆ／α （８） 上式より、励起光源用ＬＤ１３ａの光出力Ｐｏｕｔは、
受光素子１４ａの受光感度αの変動を抑えるように設計
すれば、上記励起光源用ＬＤ１３ａの微分量子効率η及
びしきい値電流１ｔｈの温度変化による光出力の変動は
抑圧され、基準電流Ｉｒｅｆによって定まる所定の一定
値に制御できることが分かる。
充分大きな値となるように設計すると、次の（６）、
（７）式が成立する。 α・β１・β２・β３・η＞＞１ （６） β１・β２＞＞１ （７） その結果、（５）式は次の（８）式で近似できる。 Ｐｏｕｔ＝Ｉｒｅｆ／α （８） 上式より、励起光源用ＬＤ１３ａの光出力Ｐｏｕｔは、
受光素子１４ａの受光感度αの変動を抑えるように設計
すれば、上記励起光源用ＬＤ１３ａの微分量子効率η及
びしきい値電流１ｔｈの温度変化による光出力の変動は
抑圧され、基準電流Ｉｒｅｆによって定まる所定の一定
値に制御できることが分かる。
【００２１】なお、励起光源用ＬＤ１３ａのアノード−
カソード端子間でオープン故障を起こした時に、障害対
策回路２３ａを構成するＮ個（Ｎ≧１）の直列接続され
たダイオードがＯＮするように設計すると、この時、ト
ランジスタ１５ａのコレクタ電流Ｉｔｒは飽和し、次の
（９）式で表される。 Ｉｔｒ＝β３・Ｉｂ＝Ｉｔ （９） すなわち、励起光源用ＬＤ１３ａがオープン故障を起こ
した場合にも、定電流源９で規定される全電流Ｉｔをト
ランジスタ１５ａに側流することができ、他方の光中継
回路１６ｂの光出力が断になるのを防ぐことができる。
カソード端子間でオープン故障を起こした時に、障害対
策回路２３ａを構成するＮ個（Ｎ≧１）の直列接続され
たダイオードがＯＮするように設計すると、この時、ト
ランジスタ１５ａのコレクタ電流Ｉｔｒは飽和し、次の
（９）式で表される。 Ｉｔｒ＝β３・Ｉｂ＝Ｉｔ （９） すなわち、励起光源用ＬＤ１３ａがオープン故障を起こ
した場合にも、定電流源９で規定される全電流Ｉｔをト
ランジスタ１５ａに側流することができ、他方の光中継
回路１６ｂの光出力が断になるのを防ぐことができる。
【００２２】上記構成による光中継装置の基準電流Ｉｒ
ｅｆと励起光源用ＬＤの平均光出力電力Ｐｏｕｔとの関
係の実測例を図４に示す。ここで、Ｐ１、Ｐ２は側流回
路８ａ内の基準電流発生用定電流源１７ａの電流Ｉｒｅ
ｆを変化したときの励起光源用ＬＤ１３ａ、１３ｂの光
出力をそれぞれ示す。図４より、励起光源用ＬＤ１３ａ
の光出力Ｐ１は基準電流Ｉｒｅｆに比例して変化し、か
つ、いかなる値のときでも、他方の励起光源用ＬＤ１３
ｂの光出力には影響を与えないことが分かる。
ｅｆと励起光源用ＬＤの平均光出力電力Ｐｏｕｔとの関
係の実測例を図４に示す。ここで、Ｐ１、Ｐ２は側流回
路８ａ内の基準電流発生用定電流源１７ａの電流Ｉｒｅ
ｆを変化したときの励起光源用ＬＤ１３ａ、１３ｂの光
出力をそれぞれ示す。図４より、励起光源用ＬＤ１３ａ
の光出力Ｐ１は基準電流Ｉｒｅｆに比例して変化し、か
つ、いかなる値のときでも、他方の励起光源用ＬＤ１３
ｂの光出力には影響を与えないことが分かる。
【００２３】なお、上記実施例では光中継回路が上り、
下り用計２個の場合について説明したが、予備用を考慮
した場合などさらに個数が増えた場合についても同様の
構成で同等の機能を実現することができる。また、希土
類ドープ光ファイバに入力される励起光の励起方向が信
号光と逆方向である場合について説明したが、同一方向
である場合にも全く同様の効果を奏する。
下り用計２個の場合について説明したが、予備用を考慮
した場合などさらに個数が増えた場合についても同様の
構成で同等の機能を実現することができる。また、希土
類ドープ光ファイバに入力される励起光の励起方向が信
号光と逆方向である場合について説明したが、同一方向
である場合にも全く同様の効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、光中継
回路と、その光中継回路の給電電流量を制御する側流回
路とをまず並列接続して一組とし、更にこれらの組を複
数組直列接続して定電流源に接続すると共に、これら
に、定電流源の給電線に接続され、定電圧を生成する定
電圧素子を、並列に接続するように構成したので、光中
継回路が複数の場合でも一回路の場合と同一の消費電力
で済み、かつ各光中継回路と側流回路への供給電流の和
が一定に保たれるために、全体の消費電力が少なく、か
つ、光中継回路の消費電流変動があっても安定な動作が
実現できるという効果がある。
回路と、その光中継回路の給電電流量を制御する側流回
路とをまず並列接続して一組とし、更にこれらの組を複
数組直列接続して定電流源に接続すると共に、これら
に、定電流源の給電線に接続され、定電圧を生成する定
電圧素子を、並列に接続するように構成したので、光中
継回路が複数の場合でも一回路の場合と同一の消費電力
で済み、かつ各光中継回路と側流回路への供給電流の和
が一定に保たれるために、全体の消費電力が少なく、か
つ、光中継回路の消費電流変動があっても安定な動作が
実現できるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例による光中継装置を示す構
成図である。
成図である。
【図２】この発明の一実施例による光中継装置の光中継
回路並びに側流回路の詳細構成例を示す構成図である。
回路並びに側流回路の詳細構成例を示す構成図である。
【図３】この発明の一実施例による光中継装置の電流制
御回路の詳細構成例を示す構成図である。
御回路の詳細構成例を示す構成図である。
【図４】この発明の一実施例による光中継装置の基準電
流と励起光源の平均光出力電力との関係を示す特性図で
ある。
流と励起光源の平均光出力電力との関係を示す特性図で
ある。
【図５】従来の光中継装置を示す構成図である。
【図６】従来の光中継装置のシステムにおける適用形態
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
１ａ、１ｂ、１ｃ 光中継装置 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 給電線 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 光ファイバ ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 光ファイバ ５ 定電流電源 ６ａ、６ｂ 光中継回路 ７ 定電圧ダイオード ８ａ、８ｂ 側流回路 ９ 定電流源 １０ａ、１０ｂ 希土類ドープ光ファイバ １１ａ、１１ｂ 光カプラ １２ａ、１２ｂ 光方向性結合器 １３ａ、１４ａ 励起光源 １４ａ、１４ｂ 受光素子 １５ａ、１５ｂ トランジスタ １６ａ、１６ｂ 電流制御回路 １７ａ 定電流源 １８ａ、１９ａ ダーリントン接続されたトラ
ンジスタ ２０ａ トランジスタ ２１ａ、２２ａ 抵抗 ２３ａ 障害対策回路 ２４ａ、２４ｂ 光伝送端局装置
ンジスタ ２０ａ トランジスタ ２１ａ、２２ａ 抵抗 ２３ａ 障害対策回路 ２４ａ、２４ｂ 光伝送端局装置
フロントページの続き (72)発明者 秋葉 重幸 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 後藤 光司 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国 際電信電話株式会社内 (72)発明者 松下 究 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 通信システム研究所内 (72)発明者 北山 忠善 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 通信システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−129548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−116343（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−75036（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】入力光信号を再生中継又は光増幅中継する
光中継回路と上記光中継回路の給電電流量を制御する側
流回路とを並列接続して一組とし、上記光中継回路と側
流回路の一組を複数直列接続し、かつ、上記複数組の光
中継回路と側流回路に対して直列に定電流源を接続する
と共に、これらに、定電流源の給電線に接続され、定電
圧を生成する定電圧素子を、並列に接続することを特徴
とする光中継装置。 - 【請求項２】 光の増幅媒質である光ファイバと、上記
光ファイバに光カプラを介して接続された励起光源とか
ら構成される光中継回路と、上記光中継回路の励起光源
の出力光の一部を受ける受光素子の受光量により上記受
光源の駆動電流量を制御する側流電流制御素子とを並列
接続して一組とし、上記光中継回路と側流電流制御素子
の一組を複数直列接続し、かつ、上記複数組の光中継回
路と側流電流制御素子に対して直列に定電流源を接続す
ると共に、これらに、定電流源の給電線に接続され、定
電圧を生成する定電圧素子を、並列に接続することを特
徴とする光中継装置。 - 【請求項３】 上記光中継回路の励起光源がオ−プン
故障時には側流電流制御素子を全導通させる保護素子を
備えたことを特徴とする請求項２に記載の光中継装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063229A JP2941550B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光中継装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063229A JP2941550B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光中継装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05268167A JPH05268167A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2941550B2 true JP2941550B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=13223176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063229A Expired - Lifetime JP2941550B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光中継装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941550B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4204693B2 (ja) | 1999-03-31 | 2009-01-07 | 三菱電機株式会社 | 光増幅装置 |
| JPWO2014141684A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-02-16 | 日本電気株式会社 | 光増幅器およびその制御方法 |
| JP6273704B2 (ja) * | 2013-07-18 | 2018-02-07 | 日本電気株式会社 | 光中継器 |
| JP6988266B2 (ja) * | 2017-08-28 | 2022-01-05 | 住友電気工業株式会社 | 光送信器 |
| WO2019171053A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Neptune Subsea Ip Limited | Improved repeater powering |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116343A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-12 | Fujitsu Ltd | Power supply voltage regulating circuit for optical relay device |
| JPS57129548A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-11 | Fujitsu Ltd | Constant current load circuit |
| JPH0475036A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4063229A patent/JP2941550B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05268167A (ja) | 1993-10-15 |
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