JP3363003B2 - 光増幅装置及び光増幅装置を用いた光伝送システム - Google Patents

光増幅装置及び光増幅装置を用いた光伝送システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅装置及び光
増幅装置を用いた光伝送システムに係り、特に、波長多
重光伝送方式に採用するに好適な光増幅装置及びこの光
増幅装置を用いた光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムの低コスト化の要
求に伴って、一本の光伝送ファイバーに二種以上の相異
なる波長の信号光を多重して伝送する，いわゆる波長多
重光伝送方式が検討されている。光増幅器は、増幅波長
帯域が広く、かつ低雑音での増幅が可能なため、波長多
重光伝送における増幅器として適している。光増幅器を
構成する希土類添加光ファイバや、半導体光増幅器に
は、利得の波長依存性があり、増幅後の各波長の光出力
又は利得に波長間偏差が生ずる。この波長間偏差は、特
に、光増幅器による多段中継によって積算され、中継後
の光パワーの波長間偏差が拡大する。その結果として、
多重された波長のうち、最も低いパワーを有する波長の
Ｓ／Ｎ比劣化によって全システムの最大中継伝送距離が
制限される。従って、各波長間の光出力偏差のない光増
幅器を提供することが重要となっている。
【０００３】そこで、従来の方式としては、例えば、電
子情報通信学会信学技法ＯＣＳ９４−６６，ＯＰＥ９４
−８８（１９９４−１１）「ファイバ増幅率制御を用い
た光ファイバ増幅器の多波長一括増幅特性平坦化」とし
て述べられている方式が知られている。
【０００４】この従来の方式は、４波を波長多重した信
号光全体の出力をモニターし、この出力レベルが一定に
なるように、ファイバゲインを制御するファイバゲイン
コントローラ（ＡＦＧＣ）を用いている。これによっ
て、入力波長間偏差を０ｄＢとし、ファイバゲインを１
２ｄＢ一定に制御することにより、各波長間偏差を最小
にしている。また、光減衰器５８によるオートパワーコ
ントローラ（ＡＰＣ）によって、ファイバゲインを１２
ｄＢ一定に保ちつつ光損失を調整し、中継器増幅率を変
えてもファイバゲインスペクトルは変化しないようにし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】波長多重伝送における
実システムにおいては、通常、各波長間の伝送信号情報
は独立であることが多い。この場合、必要な信号のみが
送信され、必要のない信号は停止する可能性がある。
【０００６】しかしながら、このようにして信号波長多
重数が変化した場合に、従来の方式では、多重された４
波の信号光全体の出力をモニターして制御しているた
め、全体としての出力は変わらないが、個々の波長の信
号光の出力は大きく変化することになる。このようにし
て信号光の出力が大きく変化すると、信号伝送に悪影響
を及ぼしたり、この出力が信号伝送限界を越えると信号
伝送が不可能になるという問題があった。
【０００７】また、１波の信号光の出力が減少した場合
にも、全体光の出力を制御する従来方式では、信号伝送
に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】本発明の目的は、信号波長多重数の変化等
が発生しても、信号伝送に大きな影響を及ぼすことな
く、個々の波長出力の制御の可能な光増幅装置及びこの
光増幅装置を用いた光伝送システムを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プローブ光と信号光とを含む多重光を入
力して増幅する光増幅装置であって、入力した多重光が
導入される光増幅媒体と、この光増幅媒体を励起する励
起源と、上記光増幅媒体によって増幅された多重光の一
部を分岐する第１の光分岐手段と、上記第１の光分岐手
段によって分岐された多重光をさらに第１及び第２の多
重信号へと分岐する第２の光分岐手段と、上記第２の光
分岐手段から出力された第１の多重信号の光強度を検出
して電気信号に変換する第１の光受光手段と、上記第２
の光分岐手段から出力された第２の多重信号の中からプ
ローブ光を抽出する第１の分波手段と、上記第１の分波
手段によって分波された上記プローブ光の出力を検出し
て電気信号に変換する第２の光受光手段と、外部からの
制御信号に従って上記第１の光受光手段および第２の光
受光手段のいずれかを選択し、該選択した出力が一定に
なるように、上記励起源の上記光増幅媒体への作用量を
制御する制御手段とを備えるようにしたものであり、か
かる構成とすることにより、プローブ光の出力を一定に
して、信号光の出力を一定にでき、その時、信号波長多
重数の変化等が発生しても、信号伝送に大きな影響を及
ぼすことなく、個々の波長制御が可能とし得るものとな
る。
【００１０】上記光増幅装置において、好ましくは、さ
らに、上記光増幅媒体の前段に配置され、上記光増幅媒
体に導入される多重光の一部を分岐する第３の分岐手段
と、上記第３の分岐手段によって分岐された多重光をさ
らに第３および第４の多重光へと分岐する第４の分岐手
段と、上記第４の分岐手段により分岐された第４の多重
光の中からプローブ光を分波する第２の分波手段と、上
記第２の分波手段により分波されたプローブ光の出力を
検出する第４の光受光手段と、上記第３の多重光の出力
を検出する第３の光受光手段と、上記第４の光受光手段
により検出されたプローブ光の出力が予め定められた値
より低く、かつ、上記第３の光受光手段により検出され
た上記第３の多重光の出力が予め定められた値より高い
時、上記制御手段に指令を出力する入力検出手段とを備
え、上記制御手段は、上記第１の光受光器の出力が一定
になるように、上記励起源の上記光増幅媒体への作用量
を制御するようにしたものであり、かかる構成とするこ
とにより、プローブ光に異常が発生した場合でも、多重
光全体を制御可能とし得るものとなる。
【００１１】上記光増幅装置において、好ましくは、異
常を知らせるアラーム手段を備え、上記入力検出手段
は、上記第４の光受光手段により検出されたプローブ光
及び上記第３の光受光手段により検出された上記第３の
多重光の出力がそれぞれ予め定められた値より低い時、
上記アラーム手段に信号を出力して、上記アラーム手段
を動作させるようにしたものであり、かかる構成とする
ことにより、異常時にも、そのことを容易に知らしめ得
るものとなる。
【００１２】上記光増幅装置において、好ましくは、上
記光増幅媒体は、エルビウム添加光ファイバであり、上
記励起源は、ポンプレーザーであるようにしたものであ
り、かかる構成とすることにより、信号光の増幅度を大
きくし得るものとなる。
【００１３】上記光増幅装置において、好ましくは、上
記第１の光受光手段と上記第２の光受光手段とからの出
力の差分を演算し、この値が予め定められた値となるよ
うに、上記制御手段における上記第２の光受光手段から
の上記プローブ光の出力を一定に制御するための基準値
を補正する補正手段を備えるようにしたものであり、か
かる構成とすることにより、敷設時の出力を初期調整時
と同一にし得るものとなる。
【００１４】上記光増幅装置において、好ましくは、上
記第１及び第２の分波手段は、４ポートの第１及び第２
の光カップラと所定の波長の光を選択的に通過させる光
フィルタとから構成され、上記第１の光分岐手段により
分岐された多重光を上記第１の光カップラの第１のポー
トに導入し、第４のポートから出力した多重光を上記第
１の光受光手段により検出し、上記第１の光分岐手段に
より分岐された多重光を上記第１の光カップラの第１の
ポートに導入し、第３のポートから出力した多重光を上
記光フィルタに導入し、その出力をさらに、上記第２の
光カップラの第３のポートに導入し、第２のポートから
出力したプローブ光を上記第２の光受光手段により検出
し、上記第３の光分岐手段により分岐された多重光を上
記第２の光カップラの第１のポートに導入し、第４のポ
ートから出力した多重光を上記第３の光受光手段により
検出し、上記第３の光分岐手段により分岐された多重光
を上記第２の光カップラの第１のポートに導入し、第３
のポートから出力した多重光を上記光フィルタに導入
し、その出力をさらに、上記第１の光カップラの第３の
ポートに導入し、第２のポートから出力したプローブ光
を上記第４の光受光手段により検出するように構成した
ものであり、かかる構成とすることにより、分波器の構
成を簡単にし得るものとなる。
【００１５】上記光増幅装置において、好ましくは、上
記分波手段が出力する上記プローブ光を上記光増幅媒体
の前段に合波させる合波手段を備えるようにしたもので
あり、かかる構成とすることにより、プローブ光の異常
時にも後段の幹線系にその影響を及ぼさないようにし得
るものとなる。
【００１６】また、本発明は、プローブ光を含む複数の
信号光を合波して光ファイバーから構成される幹線系に
多重光として出力する光発信装置と、上記幹線系の途中
に設けられ、上記光発信装置から出力された多重光を増
幅し、その増幅後の多重光の光出力強度および該多重光
から分波した上記プローブ光の光出力強度のいずれかを
選択し、該選択した光出力強度が一定になるように入力
した光の増幅率を制御する光増幅装置と、この光増幅装
置によって増幅された後、上記幹線系を伝送された多重
光を受信する光受信装置を備えたことを特徴とする光増
幅装置を備えるようにしたものであり、かかる構成とす
ることにより、信号波長の多重数の変化等があっても、
信号伝送に影響を及ぼすことなく、個々の波長出力の制
御を可能とし得るものとなる。
【００１７】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記光発信装置は、信号光を送信
する複数の送信器と、この送信器とは独立してプローブ
光を送信するプローブ光用送信器から構成するようにし
たものであり、かかる構成とすることにより、信号光に
影響を与えることなく、信号光の出力の制御が可能とし
得るものとなる
【００１８】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記光発信装置は、信号光を送信
する複数の送信器から構成され、これらの複数の送信器
が送信する信号光のうち一つの信号光をプローブ光とし
て用いるようにしたものであり、かかる構成とすること
により、別途プローブ光を備える必要がなく、信号光の
情報伝送量を大きくし得るものとなる。
【００１９】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記送信器の各波長毎の出力は、
ほぼ同じ出力であるようにしたものであり、かかる構成
とすることにより、信号光の制御を容易にし得るものと
なる。
【００２０】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記プローブ光の送信器の出力
を、上記信号光の送信器の出力より大きくするようにし
たものであり、かかる構成とすることにより、幹線系の
伝送距離が長くなり、信号光の出力が低下した場合に
も、プローブ光の検出が可能であるため、信号光の出力
を増幅して、長距離伝送を可能とし得るものとなる。
【００２１】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記プローブ光の送信器の出力
を、上記信号光の送信器の出力より小さくするようにし
たものであり、かかる構成とすることにより、信号光の
出力を大きくし得るものとなる。
【００２２】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記プローブ光に隣合う信号光と
の波長間隔が、上記信号光の間の波長間隔と異なるよう
にしたものであり、かかる構成とすることにより、プロ
ーブ光の分波を容易にし得るものとなる。
【００２３】上記光増幅装置を用いた光伝送システムに
おいて、好ましくは、上記プローブ光の波長が、上記信
号光の短波長端若しくは長波長端に位置するようにした
ものであり、かかる構成とすることにより、プローブ光
の分波を容易にし得るものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の一
実施の形態のついて説明する。図１は、本発明の一実施
の形態による光伝送システムのシステム構成図である。
【００２５】光送信装置１は、波長λｐ＝１５４５ｎｍ
のプローブ光を送信する送信器２と、波長λ１＝１５４
７ｎｍの信号光を送信する送信器３と、λ２＝１５５０
ｎｍの信号光を送信する送信器４と、λ３＝１５５３ｎ
ｍの信号光を送信する送信器５と、λ４＝１５５６ｎｍ
の信号光を送信する送信器６と、送信器３，４，５，６
からの光を同一の光ファイバ内に多重し送出する光合波
装置７によって構成されている。ここで、プローブ光λ
ｐは、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の有無によらず、
恒常的に送出するものである。信号光λ１，λ２，λ
３，λ４のそれぞれの波長間隔は、３ｎｍであるのに対
して、プローブ光λｐとこれにもっとも近接する信号光
λ１の波長間隔は、２ｎｍとしてある。また、プローブ
光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４のそれぞれの
光出力は、＋１０ｄＢｍとしてある。
【００２６】光発振装置１によって多重された光は、光
増幅装置８によって増幅した後、幹線系９へ送出する。
この時の光出力パワーは、プローブ光λｐ及び信号光λ
１，λ２，λ３，λ４のそれぞれが＋１０ｄＢｍとなる
ように、光増幅装置８は、その増幅率が制御されてい
る。光増幅装置８は、入力したプローブ光λｐ及び信号
光λ１，λ２，λ３，λ４の中からプローブ光を分岐し
て、このプローブ光の出力が一定になるようにフィード
バックして、増幅率を制御するようにしている。幹線系
９にて１００ｋｍ伝送されたプローブ光λｐ及び信号光
λ１，λ２，λ３，λ４は、損失や変動を受け、−２０
ｄＢｍ〜０ｄＢｍ程度まで変化するため、幹線系９の途
中に設けられた光増幅装置１０によって光損失の補償を
行い、安定化させた後、再び幹線系９に送出する。光増
幅装置１０によって安定化された光出力パワーは、それ
ぞれ約＋１０ｄＢｍである。
【００２７】更に、幹線系９に送出された多重光は、１
００ｋｍ伝送された後、光受信装置１１に入力される。
光受信装置１１は、プローブ光λｐ及び信号光λ１，λ
２，λ３，λ４を分波する光分波装置１２と各波長に対
して設けられた光受信器１３，１４，１５，１６，１７
とから構成されている。
【００２８】ここで、この光伝送システムでは、光発振
装置１において、信号光の送信器だけでなく、プローブ
光の送信器を備えている点に特徴がある。また、幹線系
に用いられている光増幅装置は、図２以下を用いて後述
するように、幹線系を波長多重されて伝送されてくる光
の中からプローブ光を分離し、このプローブ光の強さが
一定になるように、光増幅器内の光増幅媒体のゲインを
制御するようにしている。従って、信号光の多重波長数
が４波から３波に減少したり、１波の信号光強度が減少
したりしても、信号伝送に大きな影響を及ぼすことな
く、個々の波長出力の制御の可能となる。
【００２９】即ち、本実施の形態によれば、信号波長多
重数の変化等が発生しても、信号伝送に大きな影響を及
ぼすことなく、個々の波長出力の制御が可能となる。
【００３０】次に、図２を用いて、光増幅装置の内部構
成について説明する。図２は、本発明の一実施の形態に
よる光増幅装置の機能ブロック図である。
【００３１】幹線系９からプローブ光λｐ及び信号光λ
１，λ２，λ３，λ４が、同一の光ファイバにて、光増
幅装置８，１０の入力端より入力される。実システムに
おける幹線系９では、光損失や距離にバラツキがあるた
め、入力される光パワーは約−２０ｄＢｍ〜０ｄＢｍま
で変化する。入力したプローブ光λｐ及び信号光λ１，
λ２，λ３，λ４の大部分は、第一の光分岐手段である
５：９５光カップラ１８を通過し、光増幅媒体１９に入
力する。
【００３２】光増幅媒体１９は、励起源としてのポンプ
レーザー２１からのポンプ光が合波する光合波器２０
と、この光合波器２０よって合波された光が入力するエ
ルビウム添加光ファイバ２２から構成される。エルビウ
ム添加光ファイバ２２の入力端に導入された光は、エル
ビウム添加光ファイバ２２内において増幅を受け、出力
端より導出される。導出された光の大部分は第二の光分
岐手段である５：９５光カップラ２３を通過して、光増
幅装置８，１０の出力端より出力され、幹線系９に出力
される。
【００３３】５：９５光カップラ２３によって、一部は
分岐されて第一の波長分波手段２４に入力される。波長
分波手段２４は、５０：５０光カップラ２５と、λｐ±
１ｎｍに通過波長帯域を有する光バンドパスフィルタ２
６とから構成されている。
【００３４】５０：５０光カップラ２５のポート１から
入力した光は、ポート４とポート３から５０：５０に分
岐されてプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，
λ４が出力される。また、５０：５０光カップラ２５の
ポート３から出力した光は、光バンドパスフィルタ２６
のポート１から入力し、プローブ光であるλｐの光だけ
をポート２より通過させる。
【００３５】このように分波された光のうち、５０：５
０光カップラ２５のポート４から出力したプローブ光λ
ｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、第一の光受光
器２７にてモニターされ、また、光バンドパスフィルタ
２６のポート２から出力したプローブ光であるλｐは、
第二の光受光器２８にてモニターされる。
【００３６】モニター信号は、制御装置２９内部におけ
る選択器３０Ａによっていずれかのモニター信号が伝達
されるよう選択された後、選択器３０Ｂによって選択さ
れたあらかじめ定められた出力レベルに対応した基準電
圧３１Ａ，３１Ｂと、比較器３２によって比較して誤差
信号を発出する。この比較器３２によって得られた誤差
信号により、ポンプレーザー２１の駆動電流をフィード
バック制御する構成となっている。
【００３７】ここで、選択器３０Ａは、入力検出部３３
が第一動作信号が発出している場合には光受光器２８よ
りのモニター信号を選択し、第二動作信号が発出してい
る場合には光受光器２７よりのモニター信号を選択す
る。また、選択器３０Ｂは、入力検出部３３が第一動作
信号が発出している場合には基準電圧３１Ａよりの基準
電圧を選択し、第二動作信号が発出している場合には基
準電圧３１Ｂよりの基準電圧を選択する。
【００３８】入力検出部３３の動作については、後述す
るが、通常は、入力検出部３３は、第一動作信号を発出
しており、光受光器２８によって検出されたプローブ光
の信号が基準電圧に等しくなるように制御している。プ
ローブ光に異常が発生すると、入力検出部３３は、第二
動作信号を発出して選択器３０Ａ，３０Ｂを選択切替動
作させる。
【００３９】以上の構成により、幹線系が正常であり、
かつ、プローブ光が正常に入力されている場合には、光
受光器２８にてモニターしたプローブ光λｐの光出力を
一定に保つように、ポンプレーザー２１の駆動電流，即
ち、励起源であるポンプレーザーの光増幅媒体であるエ
ルビウム添加光ファイバへの作用量をフィードバック制
御する。これにより、エルビウム添加光ファイバ２２内
の利得状態が一定に保たれるため、同時に入力されてい
る複数の信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光の利得状態
（出力）も一定に保持することが可能となる。結果的
に、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光の出力を予め定
められた値に維持し、かつ安定化させることが可能であ
る。
【００４０】ここで、光増幅媒体１９は、半導体光増幅
器であってもよく、その場合、ポンプレーザ２１は励起
電流となる。即ち、励起源としての励起電流を制御する
ことにより、光増幅媒体である半導体光増幅器への作用
量をフィードバック制御できる。
【００４１】一方、第一の５：９５光カップラ１８によ
って一部分岐されたプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ
２，λ３，λ４は、第二の波長分波手段３４に入力され
る。波長分波手段３４は、５０：５０光カップラ３５
と、λｐ±１ｎｍに通過波長帯域を有する光バンドパス
フィルタ３６とから構成されている。
【００４２】５０：５０光カップラ３５は、ポート１か
らポート４へ、プローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，
λ３，λ４を出力する。また、５０：５０光カップラ３
５のポート３よりの光を光バンドパスフィルタ３６のポ
ート１から入力し、プローブ光であるλｐの光だけをポ
ート２より通過させる。このように分波された光のう
ち、５０：５０光カップラ３５のポート４から出力した
プローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、
第三の光受光器３７にてモニターし、また、光バンドパ
スフィルタ３６のポート２から出力したプローブ光λｐ
は、第四の光受光器３８にてモニターする。
【００４３】光受光器３８によってモニターされたプロ
ーブ光λｐは、入力検出部３３内部におけるあらかじめ
定められた基準電圧３９と比較器４０によって比較さ
れ、比較した情報を動作指示回路５２に伝達する。ま
た、光受光器３７によってモニターされたプローブ光λ
ｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、あらかじめ定
められた基準電圧４１と比較器４２によって比較され、
比較した情報を動作指示回路５２に伝達する。
【００４４】ここで、プローブ光λｐを信号光λ１，λ
２，λ３，λ４の短波長端あるいは長波長端に選べば、
光バンドパスフィルタ２６及び３６は、多重光からプロ
ーブ光λｐを切り出す低域通過フィルタあるいは高域通
過フィルタが使用でき、光バンドパスフィルタの構成が
簡単となる。
【００４５】また、この場合、第一及び第二の波長分波
手段を光分波器にすれば、より構成が簡略化できる。
【００４６】プローブ光λｐは、恒常的に発出している
ため、あらかじめ定められた値より高い場合は、幹線系
９の接続状態が良好であると判断し、動作指示回路５２
は、第一動作信号を制御装置２９の内部の選択器３０Ａ
に伝達し、光受光器２８の出力信号を比較器３２に入力
するように接続する。また、同時に、選択器３０Ｂに第
一動作信号を伝達し、基準電圧３１Ａを比較器３２に入
力するように接続する。これによって、プローブ光λｐ
が予め定められた値より高い場合には、光受光器２８の
出力が、基準電圧３１Ａに等しくなるように制御され、
上述したようにプローブ光λｐの光出力を一定に保つよ
うに、ポンプレーザー２１の駆動電流をフィードバック
制御する。
【００４７】また、光受光器３８によってモニターされ
たプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ、光受光器３７によってモニターされたプロー
ブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４が、あらか
じめ定められた値より高い場合には、プローブ光λｐ単
独で異常が発生していると判断し、動作指示回路５２
は、第二動作信号を制御装置２９の内部の選択器３０Ａ
に伝達し、動作指示回路５２は、光受光器２７の出力信
号を比較器３２に入力するように接続する。また、同時
に、選択器３０Ｂに第二動作信号を伝達し、基準電圧３
１Ｂを比較器３２に入力するように接続する。これによ
って、プローブ光λｐが予め定められた値より低い場合
には、光受光器２８の出力が、基準電圧３１Ａに等しく
なるように制御される。
【００４８】このときは、幹線系９が正常であるにもか
かわらず、プローブ光λｐが単独で異常が発生している
と判断し、光受光器３７にてモニターした信号光λ１，
λ２，λ３，λ４の光出力を一定に保つように、ポンプ
レーザー２１の駆動電流がフィードバック制御する。こ
れにより、プローブ光λｐがない状態で信号光出力レベ
ルが異常上昇しないように制御することが可能である。
このときの信号光は、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の
それぞれの送出信号出力を１０ｄＢｍとしたとき、４波
の信号光λ１，λ２，λ３，λ４の多重光全出力で＋１
６ｄＢｍに制御されている。
【００４９】プローブ光が単独で突然停止した場合、動
作指示回路５２から選択器３０Ａ，３０Ｂへ約５００μ
ｓの速さで警報が伝達される。選択器３０Ａ，３０Ｂ
は、この信号を受け、約５０μｓの速さでスイッチを切
り替える。エルビウム添加光ファイバ２２の応答時間
は、約１〜１０ｍｓであって、警報伝達速度より充分遅
いため、光出力の急峻な過大増加を引き起こすことな
く、全体の光パワーを制御することが可能となる。
【００５０】また、第二動作信号が発出されている間、
すなわち信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光出力を一定
に保つ間にプローブ光の修繕を行えば、信号伝送に異常
を生じさせることなく、適切なシステム状態を維持する
ことが可能であり、システムの信頼性を向上させること
ができる。
【００５１】なお、基準電圧３１Ａ，３１Ｂのように、
２個の基準電圧を用いて切替えて使用する代わりに、例
えば、光受光器２８に１０ｄＢｍの光信号が入力した時
の出力電気信号と、光受光器２７に１６ｄＢｍの光信号
が入力した時の出力電気信号が同じ値にあるように、光
受光器２８の感度と光受光器２７の感度を変えて、光受
光器２８に対して光受光器２７の感度を下げることによ
り、単一の基準電圧を使用することも可能である。
【００５２】ここで、光受光器３８によってモニターさ
れたプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ光受光器３７によってモニターされたプローブ
光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４も、あらかじ
め定められた値より低い場合には、幹線系に異常が発生
していると判断し、動作指示回路５２は、第三動作信号
をアラーム回路５３に発出させ、アラーム回路５３から
警報を発する。
【００５３】また、この第三動作信号を用いて無駄な光
増幅を行わないためにポンプレーザー２１の駆動電流を
落とす制御を行ってもよい。
【００５４】ここで、複数の波長λ１，λ２，λ３，λ
４の光出力をなるべく同じレベルに設定するためには、
多重する波長領域内においてできる限り利得の平坦性が
実現されているエルビウム添加光ファイバ２２を用いた
方がよい。
【００５５】なお、本実施の形態では、プローブ光の送
出パワーと他の波長の送出パワーを同じにしているが、
検出しやすいようプローブ光の送出パワーを増大させて
もよい。例えば、プローブ光の送信器の出力光信号を＋
１３ｄＢｍとし、他の信号光の出力を＋１０ｄＢｍとす
ることにより、信号光が−３０ｄＢｍ程度まで低下した
場合でも、その時のプローブ光は−２０ｄＢｍ程度であ
るため、光受光器２８によって十分に検出で、この検出
した値に基づいて、光増幅媒体を制御することにより、
信号光出力を−３０ｄＢｍから＋１０ｄＢｍに増幅する
ことが可能となる。したがって、光増幅装置と次の光増
幅装置の間の距離を長くでき、より長距離伝送が可能と
なる。
【００５６】また、信号光利得の増幅率を増大させるた
めに、プローブ光の送出パワーを減じることも可能であ
る。その際、信号光の出力レベルと、プローブ光の出力
レベルの相関を取り、それぞれの信号光出力が＋１０ｄ
Ｂｍに設定されるように、プローブ光の基準電圧３１
Ａ，３１Ｂの設定を変えて制御すればよい。
【００５７】また、信号光の波長の一つをプローブ光と
して使用することも可能である。そのようにすることに
より、新たにプローブ光を増設することなく、簡単に本
発明の光伝送システムが構築できる。このとき多重する
信号波長の長波長端あるいは短波長端に設定する事が好
ましいことは上述したとおりである。多重する波長の数
が、４個の場合には、別にプローブ光を設けてもよい
が、多重波長数が増えて場合には、信号光と別にプロー
ブ光を設けると、伝送できる情報量が限られることにな
るが、信号光の一つをプローブ光で兼用することによ
り、伝送情報量を増加できる。また、図１に示した光伝
送システムにおいても、送信器の数を減らすことができ
るため、回路構成を簡略できる。
【００５８】また、実システムにおける幹線系では、多
重された波長間に四光波混合（Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ Ｍ
ｉｘｉｎｇ）と呼ばれる、非線形光学効果によるプロー
ブ光λｐと信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光出力に対
する不均一な減少が生ずる。従って、プローブ光λｐと
信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光入力レベルの間に差
が生じ、プローブ光λｐを＋１０ｄＢｍに制御している
にもかかわらず、信号光出力が＋１０ｄＢｍからずれて
制御される可能性がある。しかし、幹線系９に対して
は、分散値のやや高い幹線ファイバ（Ｎｏｎ Ｄｉｓｐ
ｅｒｓｉｏｎ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ）を利用す
ることにより、プローブ光と信号光の入力レベルの差を
緩和することが可能である。また、信号光の波長の一
つ、例えば、λ１とλｐ間の波長間隔を他の信号光の波
長間隔に比して狭くする等の対策により、プローブ光と
信号光の入力レベルの差を緩和することが可能である。
【００５９】本実施の形態によれば、ある一つの信号光
λに減少あるいは停止が生じた場合でも、他の信号光に
影響を及ぼすことなく、他の信号光を一定に制御するこ
とが可能である。
【００６０】実システムにおいては、信号光λ１，λ
２，λ３，λ４により伝送される情報は、各々独立であ
ることが多い。従って、独立に信号光の減少あるいは停
止が生じることが充分に考えられる。また、光増幅装置
を適用する実システムは、例えば波長多重数において一
様ではなく、例えば、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の
四波多重システム用の光増幅装置を信号光λ１、λ２用
の二波多重のシステムにて使用しなければならない可能
性も充分に考えられる。従って、独立に減少あるいは停
止する信号に依存せず、発出されている信号を常に一定
に制御することはシステム設計上重要であり、本実施の
形態では、四波長多重から二波長多重に変更した場合で
も、発出されている信号を常に一定に制御することが可
能となる。
【００６１】さらに、ある一つの信号光、例えば、λ１
の光が減少あるいは消滅した場合でも、光受光器２８に
てモニターしたプローブ光λｐの光出力を予め定められ
た値に保つように、フィードバック制御することによ
り、信号光λ２，λ３，λ４の光の利得状態（出力）
は、プローブ光λｐの利得状態（出力）によって保持さ
れるため、予め定められた値に維持し、かつ安定化させ
ることが可能となる。結果として、λ２，λ３，λ４の
波長の光出力をλ１の信号光が減少あるいは消滅する前
の状態と同じレベルに制御可能となる。従って、光増幅
装置の使用途中において波長多重数が変化しても信号光
の制御状態に変化を及ぼすことなく安定に制御可能であ
る。減少あるいは停止する波長がいずれの波長であって
も、また、複数の波長が減少あるいは停止した場合でも
同様に制御可能である。波長の多重数がλｎに増えた場
合にも、同様なことが言える。
【００６２】したがって、波長多重数が増加した場合に
も、システムや回路の変更を行うことなく、対応が可能
となる。
【００６３】また、敷設コスト低減の観点から、敷設後
の必要性に応じてシステムの信号多重数を増設したり、
削減したりすることが可能となり、波長の多重数を容易
に変更可能であるシステムが構築できる。
【００６４】また、プローブ光λｐ及び信号光λ１，λ
２，λ３，λ４が同時に変動した場合でも、これらを一
定制御することが可能である。実システムにおいては、
作業者のファイバ操作や、光ファイバのふれなどによ
り、プローブ光λｐや信号光λ１，λ２，λ３，λ４が
同時に変動することが多い。この場合でも、プローブ光
λｐの変動を抑圧し、予め定められた値に制御している
ため、他の波長すなわち信号光λ１，λ２，λ３，λ４
もプローブ光と共に予め定められた値に維持し、かつ安
定化させることが可能である。
【００６５】従来方式では、光の全出力を一定に制御す
る方式であったため、例えばλ１の信号光が減少あるい
は消滅すると、λ２，λ３，λ４の波長の全光出力を一
定に保持するように、フィードバック制御される。結果
として、λ１の光出力パワーが減少あるいは消滅した分
だけ、各々の波長λ２，λ３，λ４の光出力が分散して
増大する。その大きさは、λ２，λ３，λ４、それぞれ
約１．３倍である。複数の波長が消滅した場合には、さ
らに、光出力が増大し、本来の制御目標であるそれぞれ
の出力を一定に保つことが不可能となっていた。
【００６６】また、プローブ光自体に異常が発生した場
合には、多重光全体を一定となるように制御できるた
め、このような異常時にも、適切なシステム状態を維持
しつつ、システムの回復を図ることが可能である。
【００６７】次に、図３を用いて、光増幅装置の他の実
施の形態について説明する。図３は、本発明の他の実施
の形態による光増幅装置の要部のブロック図である。図
２と同一符号は、同一部分を表している。
【００６８】自動補正手段４３は、差分回路４４と記憶
回路４５と比較器４６から構成されている。差分回路４
４は、光受光器２７によりモニターした波長λｐ，λ
１，λ２，λ３，λ４の光出力と光受光器２８によりモ
ニターしたλｐの光出力との差を取るものであり、多重
光モニター値からプローブ光λｐのモニター値を取り除
き、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の全出力パワーをモ
ニターすることができる。記憶回路４５であるフラッシ
ュメモリ内には、初期調整時の信号光λ１，λ２，λ
３，λ４の全出力パワーレベルを電圧値によって記憶さ
せている。比較器４６により、記憶回路４５に記憶させ
たレベルと敷設時の全出力パワーとを比較し、その時の
誤差によってプローブ光の基準電圧３１Ａを変えるよう
構成されている。
【００６９】このように構成することにより、例えば、
初期調整時の信号光λ１，λ２，λ３，λ４の全出力パ
ワーレベルを４．０Ｖと記憶させたとき、敷設時の全出
力パワーが３．５Ｖにずれ、比較器４６からの電圧値が
０．５Ｖになっていたとすれば、この電圧値が０Ｖとな
るように、プローブ光の基準電圧３１Ａを変える。結果
的に、信号光の全出力パワーが初期調整時と敷設時で同
一に設定することが簡単にかつ確実に可能となる。
【００７０】本実施の形態によれば、初期調整時と敷設
時で、信号光の全出力パワーを同一に設定することが可
能となる。
【００７１】次に、図４を用いて、光増幅装置の第３の
実施の形態について説明する。図４は、本発明の第３の
実施の形態の光増幅装置の機能ブロック図である。図２
と同一符号は、同一部分を表している。
【００７２】幹線系９からプローブ光λｐ，信号光λ
１，λ２，λ３，λ４が、同一の光ファイバにて、光増
幅装置８，１０の入力端より入力される。入力したプロ
ーブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４の大部分
は、第一の光分岐手段である５：９５光カップラ１８を
通過し、さらに、５：９５光カップラ４８を通過して、
光増幅媒体１９に入力する。
【００７３】光増幅媒体１９の中のエルビウム添加光フ
ァイバ２２の入力端に導入された光は、エルビウム添加
光ファイバ２２内において増幅を受け、出力端より導出
される。導出された光の大部分は第二の光分岐手段であ
る５：９５光カップラ２３を通過して、光増幅装置８，
１０の出力端より出力され、幹線系９に出力される。
【００７４】５：９５光カップラ２３によって、一部は
分岐されて第一の波長分波手段２４に入力される。波長
分波手段２４の中の５０：５０光カップラ２５のポート
１から入力した光は、ポート４とポート３から５０：５
０に分岐されてプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，
λ３，λ４が出力される。５０：５０光カップラ２５の
ポート３から出力した光は、光バンドパスフィルタ２６
のポート１から入力し、プローブ光であるλｐの光だけ
をポート２より通過させる。
【００７５】光バンドパスフィルタ２６のポート２から
出力した光は、５０：５０光カップラ４７により光バン
ドパスフィルタ２６からの光を分岐し、このように分波
された光のうち、５０：５０光カップラ２５のポート４
から出力したプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ
３，λ４は、第一の光受光器２７にてモニターされ、ま
た、５０：５０光カップラ４７のポート４から出力した
プローブ光であるλｐは、第二の光受光器２８にてモニ
ターされる。
【００７６】２つのモニター信号は、制御装置２９の内
部における選択器３０Ａによって、いずれかのモニター
信号が伝達されるように選択された後、選択器３０Ｂに
よって選択されたあらかじめ定められた出力レベルに対
応した基準電圧３１Ａ，３１Ｂと、比較器３２によって
比較して、誤差信号を発出する。この比較器３２によっ
て得られた誤差信号により、ポンプレーザー２１の駆動
電流をフィードバック制御する構成となっている。
【００７７】ここで、選択器３０Ａは、入力検出部３３
が第一動作信号が発出している場合には光受光器２８よ
りのモニター信号を選択し、第二動作信号が発出してい
る場合には光受光器２７よりのモニター信号を選択す
る。また、選択器３０Ｂは、入力検出部３３が第一動作
信号が発出している場合には基準電圧３１Ａよりの基準
電圧を選択し、第二動作信号が発出している場合には基
準電圧３１Ｂよりの基準電圧を選択する。入力検出部３
３は、通常は、第一動作信号を発出しており、光受光器
２８によって検出されたプローブ光の信号が基準電圧に
等しくなるように制御している。プローブ光に異常が発
生すると、入力検出部３３は、第二動作信号を発出して
選択器３０Ａ，３０Ｂを選択切替動作させる。
【００７８】以上の構成により、幹線系が正常であり、
かつ、プローブ光が正常に入力されている場合には、光
受光器２８にてモニターしたプローブ光λｐの光出力を
一定に保つように、ポンプレーザー２１の駆動電流をフ
ィードバック制御する。これにより、エルビウム添加光
ファイバ２２内の利得状態が一定に保たれるため、同時
に入力されている複数の信号光λ１，λ２，λ３，λ４
の光の利得状態（出力）も一定に保持することが可能と
なる。結果的に、信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光の
出力を予め定められた値に維持し、かつ安定化させるこ
とが可能である。ここで、光増幅媒体１９は、半導体光
増幅器であってもよく、その場合、ポンプレーザ２１は
励起電流となる。
【００７９】一方、第一の５：９５光カップラ１８にお
いて一部分岐されたプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ
２，λ３，λ４は、第二の波長分波手段３４に入力され
る。波長分波手段３４の構成は、図２において説明した
のと同じであり、５０：５０光カップラと、λｐ±１ｎ
ｍに通過波長帯域を有する光バンドパスフィルタとから
構成されている。５０：５０光カップラから出力したプ
ローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、第
三の光受光器３７にてモニターし、また、光バンドパス
フィルタから出力したプローブ光λｐは、第四の光受光
器３８にてモニターする。
【００８０】光受光器３８によってモニターされたプロ
ーブ光λｐは、入力検出部３３の内部に入力する。入力
検出部３３の構成は、図２において説明したのと同じで
あり、それぞれ２つのあらかじめ定められた基準電圧と
比較器及び動作指示回路から構成されている。光受光器
３８によってモニターされたプローブ光λｐは、あらか
じめ定められた基準電圧と比較器によって比較され、比
較した情報を動作指示回路に伝達する。また、光受光器
３７によってモニターされたプローブ光λｐ及び信号光
λ１，λ２，λ３，λ４は、あらかじめ定められた基準
電圧と比較器によって比較され、比較した情報を動作指
示回路に伝達する。
【００８１】ここで、プローブ光λｐを信号光λ１，λ
２，λ３，λ４の短波長端あるいは長波長端に選べば、
光フィルタ２６及び３６は、多重光からλｐを切り出す
低域通過フィルタあるいは高域通過フィルタが使用で
き、光フィルタの構成が簡単となる。また、この場合、
第一及び第二の波長分波手段を光分波器にすれば、より
構成が簡略化できる。
【００８２】プローブ光λｐは、恒常的に発出している
ため、あらかじめ定められた値より高い場合は、幹線系
９の接続状態が良好であると判断し、入力検出部３３の
中の動作指示回路は、第一動作信号を制御装置２９に伝
達し、光受光器２８の出力信号と第１の基準電圧を比較
器に入力するように接続する。これによって、プローブ
光λｐが予め定められた値より低い場合には、光受光器
２８の出力が、基準電圧に等しくなるように制御され、
上述したようにプローブ光λｐの光出力を一定に保つよ
うに、ポンプレーザー２１の駆動電流をフィードバック
制御する。
【００８３】また、光受光器３８によってモニターされ
たプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ光受光器３７によってモニターされたプローブ
光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４が、あらかじ
め定められた値より高い場合には、プローブ光λｐ単独
で異常が発生していると判断し、入力検出部３３の動作
指示回路は、第二動作信号を制御装置２９に伝達し、光
受光器２７と第２の基準電圧を比較器に入力するように
接続する。これによって、プローブ光λｐが予め定めら
れた値より低い場合には、光受光器２８の出力が、第２
の基準電圧に等しくなるように制御される。このとき
は、幹線系９が正常であるにもかかわらず、プローブ光
λｐが単独で異常が発生していると判断し、光受光器３
７にてモニターした信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光
出力を一定に保つように、ポンプレーザー２１の駆動電
流がフィードバック制御する。これにより、プローブ光
λｐがない状態で信号光出力レベルが異常上昇しないよ
う制御することが可能である。このときの信号光は、信
号光λ１，λ２，λ３，λ４のそれぞれの送出信号出力
を１０ｄＢｍとしたとき、４波の信号光λ１，λ２，λ
３，λ４の多重光全出力で＋１６ｄＢｍに制御されてい
る。
【００８４】また、プローブ光が単独で突然停止した場
合、動作指示回路から制御装置２９に約５００μｓの速
さで警報が伝達される。選択器は、この信号を受け、約
５０μｓの速さでスイッチを切り替える。エルビウム添
加光ファイバ２２の応答時間は約１〜１０ｍｓであって
警報伝達速度より充分遅いため、光出力の急峻な過大増
加を引き起こすことなく全体の光パワーを制御すること
が可能となる。
【００８５】また、第二動作信号が発出されている間、
すなわち信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光出力を一定
に保つ間に、プローブ光の修繕を行えば、信号伝送に異
常を生じさせることなく適切なシステム状態を維持する
ことが可能であり、システムの信頼性を向上させること
ができる。
【００８６】なお、２個の基準電圧を用いて切替えて使
用する代わりに、例えば、光受光器２８に１０ｄＢｍの
光信号が入力した時の出力電気信号と、光受光器２７に
１６ｄＢｍの光信号が入力した時の出力電気信号が同じ
値にあるように、光受光器２８に対して光受光器２７の
感度を下げることにより、単一の光受光器を使用するこ
とも可能である。
【００８７】ここで、光受光器３８によってモニターさ
れたプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ光受光器３７によってモニターされたプローブ
光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４も、あらかじ
め定められた値より低い場合には、幹線系に異常が発生
していると判断し、入力検出部３３の動作指示回路は、
第三動作信号をアラーム回路５３に発出させ、アラーム
回路５３から警報を発する。
【００８８】また、この第三動作信号を用いて無駄な光
増幅を行わないためにポンプレーザー２１の駆動電流を
落とす制御を行ってもよい。
【００８９】さらに、５０：５０光カップラ４７のポー
ト３から出力信号は、５：９５光カップラ４８により、
入力光と合波させる。幹線系９に異常が発生し、光増幅
装置への入力が停止あるいは減少した場合、プローブ光
のモニターレベルを一定値に維持するべく、エルビウム
添加光ファイバ２２の利得状態が増大し、光雑音成分で
ある自然放出光が増大する。５：９５光カップラ２３に
より分岐された自然放出光成分のうち、プローブ光λｐ
に相当する光のみが光フィルタ２６を通過し、５０：５
０光カップラ４７及び５：９５光カップラ４８により、
入力光と合波させることにより、あたかもプローブ光が
入力されている状態となる。これにより光増幅器８，１
０の後段には、一定のプローブ光が送出される。
【００９０】以上のように構成することにより、アラー
ム回路５３は、警報を表示するので、光増幅装置８，１
０の前段の幹線系９の異常を表示することができるとと
もに、後段の幹線系９に対しては、あたかもプローブ光
が正常に入力されている状態となるため、後段の幹線系
に特に異常が無い場合には、後段の光増幅装置８，１０
のアラーム回路は動作せず、従って、次の幹線系９の異
常の有無も前段の異常とは独立に検出することができ、
システムの信頼性を向上させる。
【００９１】５０：５０光カップラ４７及び５：９５光
カップラ４８を用いない場合には、幹線系すべてにおけ
るプローブ光の異常を、個々の光増幅回路が検出し、幹
線系に接続された全てのアラーム回路から警報が発せら
れてしまい、幹線系のいづれで異常が発生しているかを
調べるのに時間を要することになる。
【００９２】ここで、波長分波手段２４の内部におい
て、プローブ光の波長帯域は光バンドパスフィルタの通
過帯域とほぼ一致するため、光バンドパスフィルタの通
過帯域はできる限り狭い方が好ましい。
【００９３】また、後段に伝達するためのプローブ光を
例えば発振波長λｐの半導体レーザー等によって光増幅
器内に独立に有しても良い。その場合、半導体レーザー
よりの出力を５：９５光カップラ４８によって合波して
やればよい。
【００９４】本実施の形態によれば、ある一つの信号光
λに減少あるいは停止が生じた場合でも、他の信号光に
影響を及ぼすことなく、他の信号光を一定に制御するこ
とが可能である。
【００９５】さらに、幹線系の異常を後段に影響を与え
ることなく、次の幹線系の異常の有無も前段の異常とは
独立に検出することができ、システムの信頼性を向上さ
せることができる。
【００９６】次に、図５を用いて、光増幅装置の第４の
実施の形態について説明する。図５は、本発明の第４の
実施の形態による光増幅装置の機能ブロック図である。
【００９７】幹線系９からプローブ光λｐ及び信号光λ
１，λ２，λ３，λ４が、同一の光ファイバにて、光増
幅装置８，１０の入力端より入力される。入力したプロ
ーブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４の大部分
は、第一の光分岐手段である５：９５光カップラ１８を
通過し、光増幅媒体１９に入力する。
【００９８】光増幅媒体１９の中のエルビウム添加光フ
ァイバ２２の入力端に導入された光は、エルビウム添加
光ファイバ２２内において増幅を受け、出力端より導出
される。導出された光の大部分は、第二の光分岐手段で
ある５：９５光カップラ２３を通過して、光増幅装置
８，１０の出力端より出力され、幹線系９に出力され
る。
【００９９】５：９５光カップラ２３によって、一部は
分岐されて波長分波手段５４に入力される。波長分波手
段５４は、図２における波長分波手段２４，３４を兼ね
備えたものである。波長分波手段５４は、５０：５０光
カップラ４９と、λｐ±１ｎｍに通過波長帯域を有する
光バンドパスフィルタ５０と、５０：５０光カップラ５
１から構成されている。
【０１００】５０：５０光カップラ５１のポート１から
入力した光は、ポート４とポート３から５０：５０に分
岐されてプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，
λ４が出力される。また、５０：５０光カップラ５１の
ポート３から出力した光は、光バンドパスフィルタ５０
のポート１から入力し、プローブ光であるλｐの光だけ
をポート２より通過させる。
【０１０１】このように分波された光のうち、５０：５
０光カップラ５１のポート４から出力したプローブ光λ
ｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、第一の光受光
器２７にてモニターされ、また、光バンドパスフィルタ
５０のポート２から出力したプローブ光であるλｐは、
５０：５０光カップラ４９のポート３に入力し、５０：
５０に分岐されてポート１及びポート２から出力する。
ポート２から出力された光は、第二の光受光器２８にて
モニターされる。
【０１０２】制御装置２９は、入力したモニター信号が
一定になるように、ポンプレーザー２１の駆動電流をフ
ィードバック制御する構成となっている。詳細な回路構
成は、図２において説明したとおりである。
【０１０３】幹線系が正常であり、かつ、プローブ光が
正常に入力されている場合には、光受光器２８にてモニ
ターしたプローブ光λｐの光出力を一定に保つようポン
プレーザー２１の駆動電流をフィードバック制御する。
これにより、エルビウム添加光ファイバ２２内の利得状
態が一定に保たれるため、同時に入力されている複数の
信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光の利得状態（出力）
も一定に保持することが可能となる。結果的に、信号光
λ１，λ２，λ３，λ４の光の出力を予め定められた値
に維持し、かつ安定化させることが可能である。ここ
で、光増幅媒体１９は、半導体光増幅器であってもよ
く、その場合、ポンプレーザ２１は励起電流となる。
【０１０４】一方、第一の５：９５光カップラ１８にお
いて一部分岐されたプローブ光λｐ及び信号光λ１，λ
２，λ３，λ４は、波長分波手段５４に入力される。５
０：５０光カップラ４９は、ポート１からポート４へ、
プローブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４を出
力する。また、５０：５０光カップラ４９のポート３よ
りの光を光バンドパスフィルタ５０のポート２から入力
し、プローブ光であるλｐの光だけをポート１より通過
させる。このように分波された光のうち、５０：５０光
カップラ４９のポート４から出力したプローブ光λｐ及
び信号光λ１，λ２，λ３，λ４は、第三の光受光器３
７にてモニターし、また、光バンドパスフィルタ５０の
ポート１から出力したプローブ光λｐは、第四の光受光
器３８にてモニターする。
【０１０５】プローブ光λｐは、恒常的に発出している
ため、あらかじめ定められた値より高い場合は、幹線系
９の接続状態が良好であると判断し、入力検出部３３
は、光受光器２８によってモニターされた出力が一定に
なるように、制御装置２９に指令を出力し、プローブ光
λｐの光出力を一定に保つように、ポンプレーザー２１
の駆動電流をフィードバック制御する。
【０１０６】また、光受光器３８によってモニターされ
たプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ光受光器３７によってモニターされたプローブ
光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４が、あらかじ
め定められた値より高い場合には、プローブ光λｐ単独
で異常が発生していると判断し、入力検出部３３は、第
二動作信号を制御装置２９に伝達し、光受光器２８の出
力が、基準電圧に等しくなるように制御される。このと
きは、幹線系９が正常であるにもかかわらず、プローブ
光λｐが単独で異常が発生していると判断し、光受光器
３７にてモニターした信号光λ１，λ２，λ３，λ４の
光出力を一定に保つように、ポンプレーザー２１の駆動
電流がフィードバック制御する。これにより、プローブ
光λｐがない状態で信号光出力レベルが異常上昇しない
よう制御することが可能である。このときの信号光は、
信号光λ１，λ２，λ３，λ４のそれぞれの送出信号出
力を１０ｄＢｍとしたとき、４波の信号光λ１，λ２，
λ３，λ４の多重光全出力で＋１６ｄＢｍに制御されて
いる。
【０１０７】また、プローブ光が単独で突然停止した場
合、入力検出部３３の中の動作指示回路から制御装置２
９の選択器へ約５００μｓの速さで警報が伝達される。
選択器は、この信号を受け、約５０μｓの速さでスイッ
チを切り替える。エルビウム添加光ファイバ２２の応答
時間は約１〜１０ｍｓであって警報伝達速度より充分遅
いため、光出力の急峻な過大増加を引き起こすことなく
全体の光パワーを制御することが可能となる。
【０１０８】また、第二動作信号が発出されている間、
すなわち信号光λ１，λ２，λ３，λ４の光出力を一定
に保つ間にプローブ光の修繕を行えば、信号伝送に異常
を生じさせることなく適切なシステム状態を維持するこ
とが可能であり、システムの信頼性を向上させることが
できる。
【０１０９】なお、２個の基準電圧を用いて切替えて使
用する代わりに、例えば、光受光器２８に１０ｄＢｍの
光信号が入力した時の出力電気信号と、光受光器２７に
１６ｄＢｍの光信号が入力した時の出力電気信号が同じ
値にあるように、光受光器２８に対して光受光器２７の
感度を下げることにより、単一の光受光器を使用するこ
とも可能である。
【０１１０】ここで、光受光器３８によってモニターさ
れたプローブ光λｐが、あらかじめ定められた値より低
く、かつ、光受光器３７によってモニターされたプロー
ブ光λｐ及び信号光λ１，λ２，λ３，λ４も、あらか
じめ定められた値より低い場合には、幹線系に異常が発
生していると判断し、入力検出部３３の中の動作指示回
路は、第三動作信号をアラーム回路５３に発出させ、ア
ラーム回路５３から警報を発する。
【０１１１】また、この第三動作信号を用いて無駄な光
増幅を行わないためにポンプレーザー２１の駆動電流を
落とす制御を行ってもよい。
【０１１２】ここで、複数の波長λ１，λ２，λ３，λ
４の光出力をなるべく同じレベルに設定するためには、
多重する波長領域内においてできる限り利得の平坦性が
実現されているエルビウム添加光ファイバ２２を用いた
方がよい。
【０１１３】なお、本実施の形態では、プローブ光の送
出パワーと他の波長の送出パワーを同じにしているが、
検出しやすいようプローブ光の送出パワーを増大させて
もよい。例えば、プローブ光の送信器の出力光信号を＋
１３ｄＢｍとし、他の信号光の出力を＋１０ｄＢｍとす
ることにより、信号光が−３０ｄＢｍ程度まで低下した
場合でも、その時のプローブ光は−２０ｄＢｍ程度であ
るため、光受光器２８によって十分に検出で、この検出
した値に基づいて、光増幅媒体を制御することにより、
信号光出力を−３０ｄＢｍから＋１０ｄＢｍに増幅する
ことが可能となる。
【０１１４】また、信号光利得の増幅率を増大させるた
めに、プローブ光の送出パワーを減じることも可能であ
る。その際、信号光の出力レベルと、プローブ光の出力
レベルの相関を取り、それぞれの信号光出力が＋１０ｄ
Ｂｍに設定されるように、プローブ光の基準電圧３１
Ａ，３１Ｂの設定を変えて制御すればよい。
【０１１５】また、信号光の波長の一つをプローブ光と
して使用することも可能である。そのようにすることに
より、新たにプローブ光を増設することなく、簡単に本
発明の光伝送システムが構築できる。このとき多重する
信号波長の長波長端あるいは短波長端に設定する事が好
ましいことは上述したとおりである。多重する波長の数
が、４個の場合には、別にプローブ光を設けてもよい
が、多重波長数が増えて場合には、信号光と別にプロー
ブ光を設けると、伝送できる情報量が限られることにな
るが、信号光の一つをプローブ光で兼用することによ
り、伝送情報量を増加できる。また、図１に示した光伝
送システムにおいても、送信器の数を減らすことができ
るため、回路構成を簡略できる。
【０１１６】また、実システムにおける幹線系では、多
重された波長間に四光波混合（Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ Ｍ
ｉｘｉｎｇ）と呼ばれる、非線形光学効果によるλｐと
λ１，λ２，λ３，λ４の光出力に対する不均一な減少
が生ずる。従って、λｐとλ１，λ２，λ３，λ４の光
入力レベルの間に差が生じ、プローブ光を＋１０ｄＢｍ
に制御しているにもかかわらず、信号光出力が＋１０ｄ
Ｂｍからずれて制御される可能性がある。しかし、幹線
系９に対しては、分散値のやや高い幹線ファイバ（Ｎｏ
ｎ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｈｉｆｔｅｄ Ｆｉｂｅ
ｒ）を利用することにより、プローブ光と信号光の入力
レベルの差を緩和することが可能である。また、信号光
の波長の一つ、例えば、λ１とλｐ間の波長間隔を他の
信号光の波長間隔に比して狭くする等の対策により、プ
ローブ光と信号光の入力レベルの差を緩和することが可
能である。
【０１１７】本実施の形態によれば、ある一つの信号光
λに減少あるいは停止が生じた場合でも、他の信号光に
影響を及ぼすことなく、他の信号光を一定に制御するこ
とが可能である。
【０１１８】また、このように構成することにより光フ
ィルタや、光カップラの数量を削減することができ、波
長分波手段の構成を簡単にすることが可能となる。
【０１１９】
【発明の効果】本発明によれば、光増幅装置及びこの光
増幅装置を用いた光伝送システムにおいて、信号波長多
重数の変化等が発生しても、信号伝送に大きな影響を及
ぼすことなく、個々の波長出力の制御の可能となる。
【０１２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による光伝送システムの
システム構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態による光増幅装置の機能
ブロック図である。
【図３】本発明の他の実施の形態による光増幅装置の要
部の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による光増幅装置の
要部の機能ブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態による光増幅装置の
要部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１…光送信装置 ２…プローブ光送信器 ３，４，５，６…信号光送信器 ７…光合波装置 ８，１０…光増幅装置 ９…幹線系 １１…光受信装置 １２…光分波装置 １３…プローブ光受信器 １４，１５，１６，１７…信号光受信器 １８，２３…光分岐手段 １９…光増幅媒体 ２０…光合波器 ２１…励起源 ２２…エルビウム添加光ファイバ ２４，３４，５４…波長分波手段 ２５，３５，４７，４８，４９，５１…光カップラ ２６，３６，５０…光バンドパスフィルタ ２７，２８，３７，３８…光受光器 ２９…制御装置 ３０Ａ，３０Ｂ…選択器 ３１Ａ，３１Ｂ，３９，４１，４５…基準電圧 ３２，４０，４２，４６…比較器 ３３…入力検出部 ４３…自動補正手段 ４４…差分回路 ４５…記憶回路 ５２…動作指示回路 ５３…アラーム回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/14 10/17 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 (56)参考文献 特開 平４−78827（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129701（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−211967（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260710（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−212347（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−21897（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H01S 3/094 H01S 3/10

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プローブ光と信号光とを含む多重光を入力
    して増幅する光増幅装置であって、 入力した多重光が導入される光増幅媒体と、 この光増幅媒体を励起する励起源と、 上記光増幅媒体によって増幅された多重光の一部を分岐
    する第１の光分岐手段と、上記第１ の光分岐手段によって分岐された多重光をさら
    に第１及び第２の多重信号へと分岐する第２の光分岐手
    段と、上記第２の光分岐手段から出力された第１の多重信号の
    光強度 を検出して電気信号に変換する第１の光受光手段
    と、上記第２の光分岐手段から出力された第２の多重信号の
    中からプローブ光を抽出する第１の分波手段と、 上記第１の分波手段によって分波された上記プローブ光
    の出力を検出して電気信号に変換する第２の光受光手段
    と、 外部からの制御信号に従って上記第１の光受光手段およ
    び第２の光受光手段のいずれかを選択し、該選択した出
    力が一定になるように、上記励起源の上記光増幅媒体へ
    の作用量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
    る光増幅装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の光増幅装置において、さら
    に、 上記光増幅媒体の前段に配置され、上記光増幅媒体に導
    入される多重光の一部を分岐する第３の分岐手段と、上記第３の分岐手段によって分岐された多重光をさらに
    第３および第４の多重光へと分岐する第４の分岐手段
    と、 上記第４ の分岐手段により分岐された第４の多重光の中
    からプローブ光を分波する第２の分波手段と、上記 第２の分波手段により分波されたプローブ光の出力
    を検出する第４の光受光手段と、上記第３の多重光の出力を検出する第３の光受光手段
    と、 上記第 ４の光受光手段により検出されたプローブ光の出
    力が予め定められた値より低く、かつ、上記第３の光受
    光手段により検出された上記第３の多重光の出力が予め
    定められた値より高い時、上記制御手段に指令を出力す
    る入力検出手段とを備え、 上記制御手段は、上記第１の光受光器の出力が一定にな
    るように、上記励起源の上記光増幅媒体への作用量を制
    御することを特徴とする光増幅装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の光増幅装置において、さら
    に、 異常を知らせるアラーム手段を備え、 上記入力検出手段は、上記第４の光受光手段により検出
    されたプローブ光及び上記第３の光受光手段により検出
    された上記第３の多重光の出力がそれぞれ予め定められ
    た値より低い時、上記アラーム手段に信号を出力して、
    上記アラーム手段を動作させることを特徴とする光増幅
    装置。
  4. 【請求項４】請求項１記載の光増幅装置において、 上記光増幅媒体は、エルビウム添加光ファイバであり、 上記励起源は、ポンプレーザーであることを特徴とする
    光増幅装置。
  5. 【請求項５】請求項２記載の光増幅装置において、さら
    に、上記 第１の光受光手段と上記第２の光受光手段とからの
    出力の差分を演算し、この値が予め定められた値となる
    ように、上記制御手段における上記第２の光受光手段か
    らの上記プローブ光の出力を一定に制御するための基準
    値を補正する補正手段を備えたことを特徴とする光増幅
    装置。
  6. 【請求項６】請求項５記載の光増幅装置において、 上記第１及び第２の分波手段は、４ポートの第１及び第
    ２の光カップラと所定の波長の光を選択的に通過させる
    光フィルタとから構成され、 上記第１の光分岐手段により分岐された多重光を上記第
    １の光カップラの第１のポートに導入し、第４のポート
    から出力した多重光を上記第１の光受光手段により検出
    し、 上記第１の光分岐手段により分岐された多重光を上記第
    １の光カップラの第１のポートに導入し、第３のポート
    から出力した多重光を上記光フィルタに導入し、その出
    力をさらに、上記第２の光カップラの第３のポートに導
    入し、第２のポートから出力したプローブ光を上記第２
    の光受光手段により検出し、 上記第３の光分岐手段により分岐された多重光を上記第
    ２の光カップラの第１のポートに導入し、第４のポート
    から出力した多重光を上記第３の光受光手段により検出
    し、 上記第３の光分岐手段により分岐された多重光を上記第
    ２の光カップラの第１のポートに導入し、第３のポート
    から出力した多重光を上記光フィルタに導入し、その出
    力をさらに、上記第１の光カップラの第３のポートに導
    入し、第２のポートから出力したプローブ光を上記第４
    の光受光手段により検出するように構成したことを特徴
    とする光増幅装置。
  7. 【請求項７】請求項１記載の光増幅装置において、さら
    に、 上記分波手段が出力する上記プローブ光を上記光増幅媒
    体の前段に合波させる合波手段を備えたことを特徴とす
    る光増幅装置。
  8. 【請求項８】プローブ光を含む複数の信号光を合波して
    光ファイバーから構成される幹線系に多重光として出力
    する光発信装置と、 上記幹線系の途中に設けられ、上記光発信装置から出力
    された多重光を増幅し、その増幅後の多重光の光出力強
    度および該多重光から分波した上記プローブ光の光出力
    強度のいずれかを選択し、該選択した光出力強度が一定
    になるように入力した光の増幅率を制御する光増幅装置
    と、 この光増幅装置によって増幅された後、上記幹線系を伝
    送された多重光を受信する光受信装置を備えたことを特
    徴とする光増幅装置を用いた光伝送システム。
  9. 【請求項９】請求項８記載の光増幅装置を用いた光伝送
    システムにおいて、 上記光発信装置は、 信号光を送信する複数の送信器と、 この送信器とは独立してプローブ光を送信するプローブ
    光用送信器から構成されることを特徴とする光増幅装置
    を用いた光伝送システム。
  10. 【請求項１０】請求項８記載の光増幅装置を用いた光伝
    送システムにおいて、 上記光発信装置は、信号光を送信する複数の送信器から
    構成され、 これらの複数の送信器が送信する信号光のうち一つの信
    号光をプローブ光として用いることを特徴とする光増幅
    装置を用いた光伝送システム。
  11. 【請求項１１】請求項９若しくは請求項１０のいづれか
    に記載の光増幅装置を用いた光伝送システムにおいて、 上記送信器の各波長毎の出力は、ほぼ同じ出力であるこ
    とを特徴とする光増幅装置を用いた光伝送システム。
  12. 【請求項１２】請求項９記載の光増幅装置を用いた光伝
    送システムにおいて、 上記プローブ光の送信器の出力を、上記信号光の送信器
    の出力より大きくしたことを特徴とする光増幅装置を用
    いた光伝送システム。
  13. 【請求項１３】請求項９記載の光増幅装置を用いた光伝
    送システムにおいて、 上記プローブ光の送信器の出力を、上記信号光の送信器
    の出力より小さくしたことを特徴とする光増幅装置を用
    いた光伝送システム。
  14. 【請求項１４】請求項９若しくは請求項１０のいづれか
    に記載の光増幅装置を用いた光伝送システムにおいて、 上記プローブ光に隣合う信号光との波長間隔が、上記信
    号光の間の波長間隔と異なることを特徴とする光増幅装
    置を用いた光伝送システム。
  15. 【請求項１５】請求項９若しくは請求項１０のいづれか
    に記載の光増幅装置を用いた光伝送システムにおいて、 上記プローブ光の波長が、上記信号光の短波長端若しく
    は長波長端に位置することを特徴とする光増幅装置を用
    いた光伝送システム。
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