JP3492781B2 - Optical amplifier characteristic monitoring method and optical amplifier characteristic monitoring circuit - Google Patents
Optical amplifier characteristic monitoring method and optical amplifier characteristic monitoring circuitInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅器の特性監視方
法及び光増幅器の特性監視回路に係り、特に、複雑で高
価な装備を必要としない光増幅器の特性監視方法及び光
増幅器の特性監視回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier characteristic monitoring method and an optical amplifier characteristic monitoring circuit, and more particularly to an optical amplifier characteristic monitoring method and an optical amplifier characteristic monitoring method which do not require complicated and expensive equipment. Regarding the circuit.
【０００２】光通信システムが実用化されてから久しい
が、実用化当初から中継器としては、一旦電気信号に変
換してRe-Shaping、Re-Timing 、Re-Generating の３Ｒ
を行なった後に光信号に再変換して送出する方式が採用
されてきた。従ってこの方式の中継器はコスト高を免れ
得ず、又、電気的な雑音による誤り率の劣化防止のため
に細心な設計が必要である。It has been a long time since the optical communication system was put into practical use, but as a repeater from the beginning of practical use, it was once converted into an electric signal and then re-shaping, re-timing, and re-generating 3R.
The method of re-converting to an optical signal and transmitting the signal has been adopted. Therefore, the repeater of this system is inevitably high in cost, and requires careful design to prevent deterioration of the error rate due to electrical noise.
【０００３】一方、光信号を電気に変換せずに中継する
ための光増幅器の開発も並行して行なわれてきた。それ
にはファイバー型光増幅器と半導体レーザ型光増幅器の
二つの流れがあり、近年、ファイバー型光増幅器が実用
のシステムに採用され始めている。On the other hand, development of an optical amplifier for relaying an optical signal without converting it into electricity has been carried out in parallel. There are two streams, fiber type optical amplifiers and semiconductor laser type optical amplifiers, and in recent years, fiber type optical amplifiers have begun to be adopted in practical systems.
【０００４】ファイバー型光増幅器は、希土類元素を添
加された光ファイバーにおいて特定の波長の光でこの希
土類元素を励起して、この状態で信号光を通し、信号光
を種とする誘導放出を行なわせて信号光を光のままで増
幅するもので、機能としては、強いていうなら、Re-Sha
pingを行なう１Ｒ中継器である。そしてその原理上、雑
音特性が良好なのが特徴で、又、構成を簡易にできるの
で高信頼化と低コスト化が可能である。このため、特に
光海底通信システムのように長距離な伝送路を持つ光通
信システムを中心に、広く採用されてゆく方向にある。The fiber type optical amplifier excites the rare earth element in a rare earth element-doped optical fiber with light of a specific wavelength, passes the signal light in this state, and causes stimulated emission using the signal light as a seed. Amplifies the signal light as it is, and as a function, Re-Sha
It is a 1R repeater that pings. In principle, it is characterized by good noise characteristics, and since the structure can be simplified, high reliability and low cost can be achieved. For this reason, it is likely to be widely adopted, especially in optical communication systems having long-distance transmission lines such as optical submarine communication systems.
【０００５】このためには、原理上信頼度が高いとはい
え、ファイバー型光増幅器の特性監視技術の開発が重要
なポイントである。又、この特性監視技術は半導体レー
ザ型光増幅器にも適用できることが望ましい。To this end, although the reliability is high in principle, the development of a characteristic monitoring technique for fiber type optical amplifiers is an important point. Further, it is desirable that this characteristic monitoring technique can be applied to a semiconductor laser type optical amplifier.
【０００６】さて、従来の３Ｒ中継器においては、誤り
率を監視の対象としていたが、光増幅器は１Ｒ中継器で
あるために誤り率の監視を行なうことができない。光増
幅器において監視すべきは、要求される機能から利得と
雑音特性である。In the conventional 3R repeater, the error rate was monitored, but the error rate cannot be monitored because the optical amplifier is a 1R repeater. What should be monitored in the optical amplifier is gain and noise characteristics from required functions.
【０００７】[0007]
【従来の技術】ファイバー型光増幅器の雑音指数ＮＦ
（ｄＢ）は、
ＮＦ＝10 log10（ＫＰASE,S ／Ｇ＋１／Ｇ）
で与えられる。ここで、ＰASE,S は信号光波長での増幅
された自然放出光のパワー、Ｋは定数、Ｇは光増幅器の
利得である。この測定については、かなり高度な技術を
必要とし、実用的な光増幅器に適用するのは困難と見ら
れる。なぜなら、上記の式に基づく方法では、信号光の
近傍の増幅された自然放出光を測定することが必要で、
これが困難なためである。2. Description of the Related Art Noise figure NF of fiber type optical amplifier
(DB) is given by NF = 10 log 10 (KP ASE, S / G + 1 / G). Here, P ASE, S is the power of the amplified spontaneous emission light at the signal light wavelength, K is a constant, and G is the gain of the optical amplifier. This measurement requires a fairly high level of technology and seems difficult to apply to a practical optical amplifier. Because the method based on the above equation requires measuring the amplified spontaneous emission near the signal light,
This is difficult.
【０００８】図１０は、信号光の近傍の増幅された自然
放出光の測定に関して説明する図で、図１０（イ）は出
力光のスペクトル分布を示し、図１０（ロ）は自然放出
光のパワーを測定するのに必要なろ波器の特性と現実を
示す。FIG. 10 is a diagram for explaining measurement of amplified spontaneous emission light in the vicinity of signal light. FIG. 10 (a) shows the spectral distribution of output light, and FIG. 10 (b) shows the spontaneous emission light. The characteristics and reality of the filter required to measure the power are shown.
【０００９】上の式にあるように、雑音指数を測定する
には信号光波長での増幅された自然放出光のパワーを測
定する必要がある。しかし、当然のことながら、この波
長には信号光が存在するので、信号光波長での自然放出
光を抽出することはできない。従って、信号光波長λS
に極めて近い波長λC における自然放出光を抽出して信
号光波長での自然放出光とする。そのためにはλC にお
いては損失が少なく、信号光波長λS では十分な損失
（例えば４０ｄＢ程度）となる狭帯域ろ波器が必要であ
る（図１０（ロ）の太い実線）。これに対して多層誘電
体薄膜で実現されるろ波器は、図１０（ロ）の細い実線
で示すように実現できる特性は通過帯域の中心波長λC
で損失が生ずる上に信号光を十分に抑圧するのが困難と
いう問題と、通過帯域及びその帯域における損失が温度
によって変化するという問題がある。その上、ろ波器が
大きく、特性監視回路を光増幅器に設けると、光増幅器
の容積を増加させる原因にもなる。As in the above equation, in order to measure the noise figure, it is necessary to measure the power of the amplified spontaneous emission light at the signal light wavelength. However, as a matter of course, since signal light exists at this wavelength, spontaneous emission light at the signal light wavelength cannot be extracted. Therefore, the signal light wavelength λ S
Spontaneous emission light having a wavelength λ C extremely close to is extracted as natural emission light at the signal light wavelength. For that purpose, a narrow band filter that has a small loss at λ C and a sufficient loss (for example, about 40 dB) at the signal light wavelength λ S is required (thick solid line in FIG. 10B). Wave filter implemented in multilayer dielectric thin film on the other hand, the central wavelength lambda C characteristics passband can be realized as shown by the thin solid line in FIG. 10 (b)
However, there is a problem that it is difficult to sufficiently suppress the signal light in addition to the loss in the optical path, and a problem that the loss in the pass band and the band changes depending on the temperature. Moreover, if the filter is large and the characteristic monitoring circuit is provided in the optical amplifier, it also causes an increase in the volume of the optical amplifier.
【００１０】従って、信号光の近傍の増幅された自然放
出光のパワーを測定する方法を、現実の光増幅器におけ
る雑音指数の監視のために導入することは困難と考えら
れる。Therefore, it is considered difficult to introduce a method for measuring the power of the amplified spontaneous emission light near the signal light for monitoring the noise figure in an actual optical amplifier.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
に対処して、複雑、高価で大きな装備を必要としない光
増幅器の特性監視方法及び光増幅器の特性監視回路を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a characteristic monitoring method for an optical amplifier and a characteristic monitoring circuit for an optical amplifier, which solves such a problem and which is complicated, expensive and does not require large equipment. To do.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】図９は、通常のファイバ
ー型の光増幅器の構成である。図９において、１は合波
器、２は希土類添加ファイバーに励起光を供給する励起
光発生部、３は光増幅部を形成する希土類添加ファイバ
ー、４は励起光阻止ろ波器、５は出力信号光の一部を分
岐する第一の光カプラ、６は第一の光−電気変換部、５
ａは入力光の一部を分岐する第二の光カプラ、６ａは第
二の光−電気変換部である。FIG. 9 shows the configuration of a normal fiber type optical amplifier. In FIG. 9, 1 is a multiplexer, 2 is a pumping light generator that supplies pumping light to a rare earth-doped fiber, 3 is a rare earth-doped fiber that forms an optical amplifier, 4 is a pumping light blocking filter, and 5 is an output A first optical coupler for branching a part of the signal light, 6 is a first optical-electrical conversion unit, 5
Reference numeral a is a second optical coupler that branches a part of the input light, and reference numeral 6a is a second optical-electrical conversion unit.
【００１３】ファイバー型光増幅器においては、励起光
で希土類添加ファイバーを励起しておき、そこへ信号光
を通して信号光による誘導放出を利用して信号光を増幅
する。そして、光増幅器の制御としては、励起光パワ
ーを一定に保つ制御（図９において破線の配線がない場
合）と出力パワーを一定に保つ制御（図９において破
線の配線がある場合）とがあるが、ここではについて
詳述する。なぜなら、の制御においては各励起光パワ
ーについて利得対入力パワー特性を記憶しておき、励起
光パワーモニタ値によって運用中の利得対入力パワー特
性を参照すれば、後はの制御と同じ手順になるからで
ある。In the fiber type optical amplifier, the rare earth-doped fiber is pumped with the pumping light, and the signal light is passed therethrough to amplify the signal light by utilizing the stimulated emission by the signal light. The control of the optical amplifier includes a control for keeping the pumping light power constant (when there is no broken line in FIG. 9) and a control for keeping the output power constant (when there is a broken line in FIG. 9). However, here will be described in detail. Because, in the control of, the gain vs. input power characteristics for each pumping light power are stored, and if the gain vs. input power characteristics in operation are referred to by the pumping light power monitor value, the procedure after that is the same as the control. Because.
【００１４】図１は、本発明の実施例である。図１にお
いて、１は合波器、２は希土類添加ファイバーに励起光
を供給する励起光発生部、３は光増幅部を形成する希土
類添加ファイバー、４は励起光阻止ろ波器、５は出力信
号光の一部を分岐する第一の光カプラ、６は第一の光−
電気変換部、５ａは入力光の一部を分岐する第二の光カ
プラ、６ａは第二の光−電気変換部、７は第一、第二の
光−電気変換部が出力する電気信号によって入出力の光
パワーをモニタするモニタ部、８はモニタ部が出力する
モニタ値と後述する記憶部に格納しているデータを用い
てファイバー型光増幅器の利得変動などを算出する演算
部、９は入力光パワーによって利得の初期値を与える関
数の係数、モニタ値と実際の光パワーとの換算に必要な
オフセット値、利得変動の許容値を格納する記憶部、１
１は反射による不安定動作を阻止するための光アイソレ
ータである。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a multiplexer, 2 is a pumping light generator for supplying pumping light to a rare earth doped fiber, 3 is a rare earth doped fiber forming an optical amplifier, 4 is a pumping light blocking filter, 5 is an output A first optical coupler for branching a part of the signal light, 6 is a first light-
An electric conversion unit, 5a is a second optical coupler that branches a part of the input light, 6a is a second optical-electric conversion unit, and 7 is an electric signal output by the first and second optical-electric conversion units. A monitor unit for monitoring the input / output optical power, 8 is an arithmetic unit for calculating the gain fluctuation of the fiber type optical amplifier using the monitor value output from the monitor unit and the data stored in the storage unit described later, and 9 is A storage unit that stores a coefficient of a function that gives an initial value of gain depending on the input optical power, an offset value required for conversion between a monitor value and actual optical power, and an allowable value of gain variation.
Reference numeral 1 is an optical isolator for preventing unstable operation due to reflection.
【００１５】本発明の特徴は、運用中のファイバー型光
増幅器の利得を監視して、運用中の利得と初期利得の差
ΔＧを以て雑音指数の劣化と判定する、又は、雑音指数
の劣化と関連づけて判定する点にある。本発明の雑音指
数の劣化との関連づけは、以下に述べる劣化要因のうち
信号入力側の挿入損失の増加のみ生ずるとして、許容で
きる利得変動値ΔＧTHを定めることによる。多くの劣化
要因が同時に生ずる場合、ΔＧTHはより大きくてもよい
が、上記のようにΔＧTHを定めておけば、より厳しい判
定を行なっていることになり問題は生じない。A feature of the present invention is that the gain of the fiber type optical amplifier in operation is monitored and it is determined that the noise figure is deteriorated by the difference ΔG between the operation gain and the initial gain, or it is associated with the deterioration of the noise figure. There is a point to judge. The correlation with the deterioration of the noise figure of the present invention is to determine the allowable gain fluctuation value ΔG TH , assuming that only the increase of the insertion loss on the signal input side occurs among the deterioration factors described below. When many deterioration factors occur at the same time, ΔG TH may be larger, but if ΔG TH is set as described above, a stricter determination is made and no problem occurs.
【００１６】[0016]
【作用】図９に示したファイバー型光増幅器の雑音指数
の劣化要因として次のものが考えられる。
（１）希土類添加ファイバーの前段部（信号入力側）の
挿入損失の増加
（２）希土類添加ファイバーにおける自然放出光の増加
（自然放出光係数ｎspの増大）
（３）励起光発生部の励起光波長の変化
（４）励起光発生部の損失の増加
（５）希土類添加ファイバーの利得変化
先ず、希土類添加ファイバーの前段部の挿入損失の増加
は、信号光に対する挿入損失になり、入力の信号対雑音
比が挿入損失の増加分だけ劣化するので直接雑音指数の
劣化になる。同時に、前段部の挿入損失の増加は、その
ままファイバー型光増幅器の利得の減少にならないにし
ても、ファイバー型光増幅器の利得を減少させることに
はなる。The following factors can be considered as the factors of deterioration of the noise figure of the fiber type optical amplifier shown in FIG. (1) Increase in insertion loss at the front stage (signal input side) of the rare earth-doped fiber (2) Increase in spontaneous emission light (increase in spontaneous emission coefficient n sp ) in the rare earth-doped fiber (3) Excitation of the excitation light generator Change in optical wavelength (4) Increase in loss in pumping light generation part (5) Change in gain of rare earth-doped fiber First, increase in insertion loss in the front part of the rare earth-doped fiber results in insertion loss for the signal light, and the input signal Since the noise-to-noise ratio is deteriorated by the increase of the insertion loss, the noise figure is directly deteriorated. At the same time, the increase in the insertion loss of the front stage section reduces the gain of the fiber type optical amplifier, even if it does not directly decrease the gain of the fiber type optical amplifier.
【００１７】次に、希土類添加ファイバーにおける増幅
された自然放出光は雑音光であるから、増幅された自然
放出光の増加、即ち自然放出光係数ｎSPの増大は雑音指
数に影響しうる。本発明においては、自然放出光係数の
増大は経時的に変化しないと考える、もしくは、この原
因によって生ずる利得変化を前段の挿入損が増加したと
みなす。Next, since the amplified spontaneous emission light in the rare earth-doped fiber is noise light, an increase in the amplified spontaneous emission light, that is, an increase in the spontaneous emission light coefficient n SP can affect the noise figure. In the present invention, it is considered that the increase in the spontaneous emission light coefficient does not change with time, or the gain change caused by this cause is regarded as an increase in the insertion loss in the preceding stage.
【００１８】３番目の励起光発生部における励起光波長
の変化について検討する。図８は、希土類添加ファイバ
ーの中で実用化されているエルビウム添加ファイバーの
９８０ｎｍ励起帯における利得と雑音指数の測定値であ
る。横軸は励起光波長で、正規の励起光波長λ0 （具体
的には９８０ｎｍ）を中心に左右にλ0 からのずれ（ｎ
ｍ）をふっている。左の縦軸は利得（ｄＢ）で、利得の
データはλ0 において最大になる山型のカーブとなる。
右の縦軸は雑音指数（ｄＢ）で、雑音指数のデータはλ
0 において最小になる谷型のカーブとなる。尚、各々の
データに３つのカーブがあるのは、入力光パワーをパラ
メタとして測定しているからであり、太丸印が最も入力
パワーが小さく、三角印が最も入力パワーが大きい場合
のデータである。このデータで励起光波長が正規の波長
λ0 より３０ｎｍ大きくなると、雑音指数は約０．７ｄ
Ｂ増加する。しかし、実際には励起光波長の変化は１０
ｎｍ程度以下であるので、雑音指数の変化はほとんど生
じないとしてよい。The change of the pumping light wavelength in the third pumping light generator will be examined. FIG. 8 shows measured values of gain and noise figure in the 980 nm excitation band of the erbium-doped fiber which is practically used among the rare earth-doped fibers. The horizontal axis represents the excitation light wavelength, which is laterally displaced from λ 0 (n by the normal excitation light wavelength λ 0 (specifically, 980 nm) (n
m). The vertical axis on the left is the gain (dB), and the gain data has a peak-shaped curve that maximizes at λ 0 .
The vertical axis on the right is the noise figure (dB), and the noise figure data is λ
At 0 , the valley-shaped curve is minimized. There are three curves in each data because the input light power is measured as a parameter. The bold circles indicate the smallest input power and the triangles indicate the largest input power. is there. In this data, when the pumping light wavelength is 30 nm larger than the regular wavelength λ 0 , the noise figure is about 0.7 d.
B increase. However, in practice, the change of the pumping light wavelength is 10
Since it is about nm or less, it may be assumed that the noise figure hardly changes.
【００１９】又、励起系の損失の増加については、励起
光パワーの減少を引き起こすので、利得をモニタするこ
とによって検出できる。最後に希土類添加ファイバーの
利得変化が変化すれば、当然、本発明の利得モニタで検
出できる。An increase in the loss of the pumping system causes a decrease in the pumping light power and can be detected by monitoring the gain. Finally, if the gain change of the rare earth-doped fiber changes, it can be naturally detected by the gain monitor of the present invention.
【００２０】又、希土類添加ファイバーの後段部（信号
出力側）の挿入損失の増加も劣化要因となりうるが、こ
こでは劣化しないと見なす、もしくは、この原因によっ
て生ずる利得変化を前段挿入損の劣化と見なす。もっと
正確にいえば、本発明では利得劣化の要因が色々あって
も、その要因として雑音指数に最も影響を与える前段挿
入損失の劣化と見なして監視する。An increase in insertion loss at the rear stage (signal output side) of the rare earth-doped fiber may also be a factor of deterioration, but here, it is considered not to be deteriorated, or the gain change caused by this cause is deteriorated of the former stage insertion loss. To consider. To be more precise, according to the present invention, even if there are various factors of gain deterioration, it is regarded as the deterioration of the insertion loss in the preceding stage that most affects the noise figure and is monitored.
【００２１】即ち、考えられる雑音指数の劣化要因のう
ち（１）の前段部の挿入損失の増加のみ生ずるのであれ
ば、挿入損失の増加はとりもなおさずファイバー型光増
幅器の利得変動となって現れるので、ファイバー型光増
幅器の利得変動を監視する本発明によって雑音指数を監
視できることがわかる。That is, if only the increase in insertion loss in the preceding stage of (1) occurs among the possible factors of deterioration of the noise figure, the increase in insertion loss will inevitably result in gain fluctuation of the fiber type optical amplifier. As it appears, it can be seen that the noise figure can be monitored by the present invention which monitors the gain variation of a fiber optic amplifier.
【００２２】[0022]
【実施例】図２は、本発明の実施例のフローチャート
（その１）で、利得のモニタ方法の手順を示す。以下、
図２を中心に本発明の実施例の動作について説明する。
Ａ．第一、第二の光−電気変換部が出力する電気信号に
よってモニタレベルＰIMとＰOMを測定する。
Ｂ．ＰIMとＰOMとは信号光から一部分岐した光のレベル
であるので、それぞれにオフセット値を加えて、入力光
レベルＰI と出力光レベルＰO とを算出する。
Ｃ．ＰO ／ＰI の演算を実行してファイバー型光増幅器
の利得Ｇを算出する。
Ｄ．ファイバー型光増幅器の利得は入力光レベルＰI に
よって変わるが、実用的にはＰI の３次から５次の関数
で表現できる。そこで、Ｂで求めたＰI をその関数に代
入して、ファイバー型光増幅器の初期利得ＧINT を算出
する。この際、関数の係数は記憶部から読み出して使用
する。
Ｅ．Ｄで求めたファイバー型光増幅器の初期利得に対す
るＣで求めた運用中のファイバー型光増幅器の利得の変
動値ΔＧを計算する。計算式は、
ΔＧ＝ＧINT −Ｇ （ｄＢ）
である。この利得変動は上記の理由で雑音指数の劣化と
みなしうる。
Ｇ．記憶部に格納している許容できる利得変動値ΔＧTH
を読出し、Ｅで求めた利得変動値と比較する。利得変動
が許容値より小さい時（Ｎｏ）には直ちにＡに戻る。
Ｈ．比較の結果利得変動が許容値より大きい時（Ｙｅ
ｓ）には警報を発出してＡに戻る。FIG. 2 is a flow chart (No. 1) of an embodiment of the present invention, showing a procedure of a gain monitoring method. Less than,
The operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A. The monitor levels P IM and P OM are measured by the electric signals output from the first and second photoelectric conversion units. B. Since P IM and P OM are the levels of light partially branched from the signal light, an offset value is added to each and the input light level P I and the output light level P O are calculated. C. The gain G of the fiber type optical amplifier is calculated by executing the calculation of P O / P I. D. Although the gain of the fiber-type optical amplifier changes depending on the input light level P I , it can be practically expressed by a function of the third to fifth orders of P I. Therefore, P I obtained in B is substituted into the function to calculate the initial gain G INT of the fiber type optical amplifier. At this time, the coefficient of the function is read from the storage unit and used. E. The variation value ΔG of the gain of the fiber optical amplifier in operation, which is obtained in C, with respect to the initial gain of the fiber optical amplifier obtained in D, is calculated. The calculation formula is ΔG = G INT −G (dB). This gain variation can be regarded as noise figure deterioration for the above reason. G. Allowable gain fluctuation value ΔG TH stored in memory
Is read out and compared with the gain fluctuation value obtained in E. When the gain fluctuation is smaller than the allowable value (No), the process immediately returns to A. H. As a result of comparison, when the gain fluctuation is larger than the allowable value (Ye
In s), an alarm is issued and the process returns to A.
【００２３】図１は、本発明の第二の実施例をも示す。
本発明の第二の実施例が本発明の実施例と異なる点は、
記憶部に入力パワーによって利得変動の許容値を与える
関数の係数を格納している点と、演算部に入力パワーに
対する利得変動の許容値を計算するプログラムを格納し
ている点である。FIG. 1 also shows a second embodiment of the invention.
The second embodiment of the present invention is different from the embodiment of the present invention in that
The storage unit stores a coefficient of a function that gives an allowable value of gain variation depending on the input power, and the arithmetic unit stores a program for calculating the allowable value of gain variation with respect to the input power.
【００２４】ここで、本発明の第二の実施例の動作を説
明する前に利得変動の許容値を入力パワーから求める理
由を説明する。入力パワーが大きければ、当然、ファイ
バー型光増幅器の入力における信号対雑音比が大きいの
でファイバー型光増幅器の出力の信号対雑音比も、光増
幅器の雑音指数が入力パワーによって変わらないとすれ
ば、よくなる。逆に、入力パワーが大きくなれば、光増
幅器の雑音指数はある程度悪くなっても出力の信号対雑
音比を維持できる。実際、入力パワーが大きいと、図８
に示したようにエルビウム添加ファイバの雑音指数は劣
化する。即ち、ファイバー型光増幅器の雑音指数の変動
の許容値は入力パワーによって変わることになる。入力
パワーによって、許容される雑音指数の劣化量と光増幅
器の雑音指数が変わるが、両者を考慮して得られる変動
の許容値は、定性的にいうと、入力パワーが大きい時に
は許容値は大きくなり、入力パワーが小さい時には許容
値は小さくなる。従って、入力パワーによって変化する
許容値を基準に、運用中の雑音指数の劣化が許容できる
か否かを判定する方が、一定の許容値を基準に判定する
より合理的である。Before explaining the operation of the second embodiment of the present invention, the reason why the allowable value of gain fluctuation is obtained from the input power will be described. If the input power is large, the signal-to-noise ratio at the input of the fiber-type optical amplifier is naturally large, so that the signal-to-noise ratio at the output of the fiber-type optical amplifier is also the same if the noise figure of the optical amplifier does not change depending on the input power. Get better. On the contrary, when the input power is increased, the output signal-to-noise ratio can be maintained even if the noise figure of the optical amplifier is deteriorated to some extent. In fact, if the input power is large,
As shown in, the noise figure of the erbium-doped fiber deteriorates. That is, the allowable value of the fluctuation of the noise figure of the fiber type optical amplifier changes depending on the input power. The allowable amount of noise figure degradation and the noise figure of the optical amplifier change depending on the input power.The qualitatively speaking, the allowable value of the fluctuation obtained by considering both is large when the input power is large. Therefore, when the input power is small, the allowable value becomes small. Therefore, it is more rational to judge whether or not the deterioration of the noise figure during operation can be tolerated based on the tolerable value that changes depending on the input power, than to determine based on a certain tolerable value.
【００２５】図３は、本発明の第二の実施例のフローチ
ャート（その２）である。以下、図３を中心に本発明の
第二の実施例の動作について説明する。
Ａ．第一、第二の光−電気変換部が出力する電気信号に
よってモニタレベルＰIMとＰOMを測定する。
Ｂ．ＰIMとＰOMとは信号光から一部分岐した光のレベル
であるので、それぞれにオフセット値を加えて、入力光
レベルＰI と出力光レベルＰO とを算出する。
Ｃ．ＰO ／ＰI の演算を実行してファイバー型光増幅器
の利得Ｇを算出する。
Ｄ．ファイバー型光増幅器の利得は入力光レベルＰI に
よって変わるが、実用的にはＰI の３次から５次の関数
で表現できる。そこで、Ｂで求めたＰI をその関数に代
入して、ファイバー型光増幅器の初期利得ＧINT を算出
する。この際、関数の係数は記憶部から読み出して使用
する。
Ｅ．Ｄで求めたファイバー型光増幅器の初期利得に対す
るＣで求めた運用中のファイバー型光増幅器の利得の変
動値ΔＧを計算する。計算式は、
ΔＧ＝ＧINT −Ｇ （ｄＢ）
である。この利得変動値は上記の理由で雑音指数の劣化
とみなしうる。
Ｆ．記憶部に格納してある利得変動値の許容値を求める
関数の係数を読み出し、Ｂで求めたＰI を使って利得変
動値の許容値ΔＧTHを計算する。
Ｇ．Ｆで求めた利得変動値ΔＧTHと、Ｅで求めた利得変
動値と比較する。利得変動が許容値より小さい時（Ｎ
ｏ）には直ちにＡに戻る。
Ｈ．比較の結果利得変動が許容値より大きい時（Ｙｅ
ｓ）には警報を発出してＡに戻る。FIG. 3 is a flowchart (part 2) of the second embodiment of the present invention. The operation of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. A. The monitor levels P IM and P OM are measured by the electric signals output from the first and second photoelectric conversion units. B. Since P IM and P OM are the levels of light partially branched from the signal light, an offset value is added to each and the input light level P I and the output light level P O are calculated. C. The gain G of the fiber type optical amplifier is calculated by executing the calculation of P O / P I. D. Although the gain of the fiber-type optical amplifier changes depending on the input light level P I , it can be practically expressed by a function of the third to fifth orders of P I. Therefore, P I obtained in B is substituted into the function to calculate the initial gain G INT of the fiber type optical amplifier. At this time, the coefficient of the function is read from the storage unit and used. E. The variation value ΔG of the gain of the fiber optical amplifier in operation, which is obtained in C, with respect to the initial gain of the fiber optical amplifier obtained in D, is calculated. The calculation formula is ΔG = G INT −G (dB). This gain variation value can be regarded as the deterioration of the noise figure for the above reason. F. The coefficient of the function for obtaining the allowable value of the gain variation value stored in the storage unit is read, and the allowable value ΔG TH of the gain variation value is calculated using P I obtained in B. G. The gain variation value ΔG TH obtained in F is compared with the gain variation value obtained in E. When the gain fluctuation is smaller than the allowable value (N
Immediately return to A in o). H. As a result of comparison, when the gain fluctuation is larger than the allowable value (Ye
In s), an alarm is issued and the process returns to A.
【００２６】尚、本発明の実施例と第二の実施例におい
て、運用中の利得の初期利得に対する変動値と該変動値
の許容値とを比較する方法を説明したが、運用中の利得
と運用中の利得の許容値を比較する方法も実現できる。In the embodiments of the present invention and the second embodiment, the method of comparing the fluctuation value of the gain in operation with respect to the initial gain and the allowable value of the fluctuation value has been described. A method of comparing the allowable values of gains during operation can also be realized.
【００２７】又、図２、図３のフローチャートにおいて
は、運用中の利得変動値が許容される利得変動値より小
さい時には無条件でＡに戻るとして説明したが、一旦警
報が発せられた後には以下に述べる判断を加える必要が
ある。In the flow charts of FIGS. 2 and 3, it is explained that when the gain fluctuation value during operation is smaller than the allowable gain fluctuation value, the condition is returned to A unconditionally, but once the alarm is issued, The following judgment needs to be added.
【００２８】モニタされる利得Ｇは、モニタ系に偏光依
存性がある場合は、光の偏光状態でゆらぐ。その結果利
得変動ΔＧも偏光状態によってゆらぐ。従って、ΔＧが
ΔＧ THより小さくても、このゆらぎによって小さくなっ
た可能性があり、この時に警報を解除するのは適切では
ない。そこで、閾値にヒステリシスを設ける方法もあ
る。警報が発せられている状態においてこのゆらぎΔＦ
を考慮し、ΔＧがΔＧTH−ΔＦより小さければ警報を解
除してＡに戻り、ΔＧがΔＧTHより小さくΔＧTH−ΔＦ
より大きければ何もしないでＡに戻るようにすれば、警
報の解除に対するゆらぎの影響を回避できる。警報が発
せられていない時には、この判断ルーチンは実質的にな
いのと同じである。The monitored gain G depends on the polarization of the monitor system.
If there is a possibility, it fluctuates in the polarization state of light. As a result
The gain variation ΔG also fluctuates depending on the polarization state. Therefore, ΔG is
ΔG THEven if it is smaller, it will be smaller due to this fluctuation
There is a possibility that it was appropriate to cancel the alarm at this time.
Absent. Therefore, there is also a method of providing hysteresis in the threshold value.
It This fluctuation ΔF when the alarm is issued
, ΔG is ΔGTHIf it is less than −ΔF, the alarm is released.
And return to A, and ΔG is ΔGTHSmaller than ΔGTH-ΔF
If it is larger, do nothing and return to A.
It is possible to avoid the influence of fluctuations on canceling the information. Alarm
This decision routine is essentially
It is the same as the one.
【００２９】図４は、本発明の第三の実施例である。図
４において、１は合波器、２は希土類添加ファイバーに
励起光を供給する励起光発生部、３は希土類添加ファイ
バー、４は励起光阻止ろ波器、５は出力信号光の一部を
分岐する第一の光カプラ、６は第一の光−電気変換部、
５ａは入力光の一部を分岐する第二の光カプラ、６ａは
第二の光−電気変換部、７は第一、第二の光−電気変換
部が出力する電気信号によって入出力の光パワーをモニ
タするモニタ部、８はモニタ部が出力するモニタ値と後
述する記憶部に格納しているデータを用いてファイバー
型光増幅器の利得変動などを算出する演算部、９ａは入
力光パワーによって利得の初期値を与える関数の係数、
モニタ値と実際の光パワーとの換算に必要なオフセット
値、利得変動の許容値、及び希土類添加ファイバの利得
と雑音指数のデータを格納する記憶部、５ｂは第三の光
カプラ、６ｂは第三の光−電気変換部である。又、１１
は光アイソレータである。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, 1 is a multiplexer, 2 is a pumping light generator for supplying pumping light to a rare earth-doped fiber, 3 is a rare earth-doped fiber, 4 is a pumping light blocking filter, and 5 is a part of output signal light. A first optical coupler for branching, 6 for a first optical-electrical converter,
Reference numeral 5a is a second optical coupler for branching a part of the input light, 6a is a second optical-electrical conversion section, and 7 is an input / output light based on an electric signal output from the first and second optical-electrical conversion sections. A monitor unit for monitoring the power, 8 is an arithmetic unit for calculating the gain fluctuation of the fiber type optical amplifier using the monitor value output from the monitor unit and the data stored in the storage unit described later, and 9a is the input optical power. The coefficient of the function that gives the initial value of the gain,
A storage unit for storing the offset value necessary for converting the monitor value and the actual optical power, the allowable value of gain variation, and the gain and noise figure data of the rare earth-doped fiber, 5b is a third optical coupler, and 6b is a third optical coupler. The third is an optical-electrical converter. Also, 11
Is an optical isolator.
【００３０】本発明の第三の実施例の特徴は、ファイバ
ー型光増幅器の利得変動を入力側の利得変動（これは直
接ファイバー型光増幅器の雑音指数の変動になる）と希
土類添加ファイバーの利得変動とに分け、希土類添加フ
ァイバの利得変動を雑音指数の変動値に換算し、両方の
雑音指数の変動の和によってファイバー型光増幅器の雑
音指数の変動とする点にある。即ち、本発明の第三の実
施例においては、信号入力側の挿入損失の変化と励起波
長変化のみ生ずるとした場合に利得変動を雑音指数と１
対１に対応させることが可能（信号出力側の挿入損失変
化はないものとしている）で、更に正確な雑音指数の変
動値を求めるのが特徴である。The feature of the third embodiment of the present invention is that the gain fluctuation of the fiber type optical amplifier is changed to the gain fluctuation of the input side (this directly becomes the fluctuation of the noise figure of the fiber type optical amplifier) and the gain of the rare earth doped fiber. The difference is that the gain fluctuation of the rare earth-doped fiber is converted into the fluctuation value of the noise figure, and the fluctuation of the noise figure of the fiber type optical amplifier is obtained by the sum of the fluctuations of both noise figures. That is, in the third embodiment of the present invention, the gain fluctuation is defined as the noise figure of 1 when the change of the insertion loss on the signal input side and the change of the pump wavelength only occur.
It is possible to correspond to 1 (assuming that there is no change in insertion loss on the signal output side), and the feature is that a more accurate fluctuation value of the noise figure is obtained.
【００３１】図５は、本発明の第三の実施例のフローチ
ャートである。以下図５を中心に本発明の第三の実施例
の動作を説明する。
Ｉ．第一乃至第三の光−電気変換部の出力から３つのモ
ニタ値ＰIM、ＰOM、ＰMMを測定する。
Ｊ．３つのモニタ値ＰIM、ＰOM、ＰMMにオフセット値を
加えて入力パワーＰI 、出力パワーＰO 、希土類添加フ
ァイバの入力パワーＰM を算出する。
Ｋ．図２のＣ、Ｄ、Ｅと同様にしてファイバー型光増幅
器の利得変化ΔＧを算出する。又、ＰI ／ＰM より入力
側の損失ＬI を求め、初期値との比較から入力側の損失
変動値ΔＬI を算出する。
Ｌ．ΔＧ−ΔＬI （ｄＢ）より希土類添加ファイバの利
得変動値ΔＧF を求める。
Ｍ．希土類添加ファイバの利得変動値ΔＧF を、記憶部
に格納してあるデータを用いて希土類添加ファイバにお
ける雑音指数の変動値ΔＮＦF に換算する。
Ｎ．ΔＬI ＋ΔＮＦF （ｄＢ）よりファイバー型光増幅
器の雑音指数の変動値ΔＮＦを算出する。
Ｑ．記憶部に格納している雑音指数の初期値ＮＦINT に
変動値を加え（ＮＦINT＋ΔＮＦ＝ＮＦ（ｄＢ））、こ
れを同じく記憶部に格納している許容値ＮＦTHと比較す
る。ＮＦの方が小さい時（Ｎｏ）にはＩに戻る。
Ｒ．ＮＦの方が大きい時（Ｙｅｓ）には警報を発出して
Ｉに戻る。FIG. 5 is a flowchart of the third embodiment of the present invention. The operation of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. I. Three monitor values P IM , P OM , and P MM are measured from the outputs of the first to third photoelectric conversion units. J. An offset value is added to the three monitor values P IM , P OM , and P MM to calculate the input power P I , the output power P O , and the input power P M of the rare earth-doped fiber. K. The gain change ΔG of the fiber type optical amplifier is calculated in the same manner as in C, D and E of FIG. Further, the input side loss L I is obtained from P I / P M , and the input side loss fluctuation value ΔL I is calculated by comparison with the initial value. L. The gain variation value ΔG F of the rare earth-doped fiber is calculated from ΔG−ΔL I (dB). M. The gain fluctuation value ΔG F of the rare earth-doped fiber is converted into a noise figure fluctuation value ΔNF F of the rare earth-doped fiber using the data stored in the storage unit. N. The fluctuation value ΔNF of the noise figure of the fiber type optical amplifier is calculated from ΔL I + ΔNF F (dB). Q. A fluctuation value is added to the initial value NF INT of the noise figure stored in the storage unit (NF INT + ΔNF = NF (dB)), and this is compared with the allowable value NF TH also stored in the storage unit. When NF is smaller (No), the process returns to I. R. When NF is larger (Yes), an alarm is issued and the process returns to I.
【００３２】尚、Ｑについては、ＮＦとＮＦTHを比較す
る代わりに雑音指数の変動値ΔＮＦと変動値の許容値Δ
ＮＦTHを比較する方法もある。図４は、本発明の第四の
実施例をも示す。Regarding Q, instead of comparing NF and NF TH , the fluctuation value ΔNF of the noise figure and the allowable value Δ of the fluctuation value Δ
There is also a way to compare NF TH . FIG. 4 also shows a fourth embodiment of the invention.
【００３３】第四の実施例が第三の実施例と異なるの
は、雑音指数の許容値ＮＦTHを入力パワーから求めるこ
とである。これは、本発明の第二の実施例と同様な考え
方に基づく。The difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that the allowable value NF TH of the noise figure is obtained from the input power. This is based on the same idea as the second embodiment of the present invention.
【００３４】図６は、本発明の第四の実施例のフローチ
ャートである。以下、図６によって本発明の第四の実施
例の動作を説明する。
Ｉ．第一乃至第三の光−電気変換部の出力から３つのモ
ニタ値ＰIM、ＰOM、ＰMMを測定する。
Ｊ．３つのモニタ値ＰIM、ＰOM、ＰMMにオフセット値を
加えて入力パワーＰI 、出力パワーＰO 、希土類添加フ
ァイバの入力パワーＰM を算出する。
Ｋ．図２のＣ、Ｄ、Ｅと同様にしてファイバー型光増幅
器の利得変化ΔＧを算出する。又、ＰI ／ＰM より入力
側の損失ＬI を求め、初期値との比較から入力側の損失
変動値ΔＬI を算出する。
Ｌ．ΔＧ−ΔＬI （ｄＢ単位）より希土類添加ファイバ
の利得変動値ΔＧF を求める。
Ｍ．希土類添加ファイバの利得変動値ΔＧF を、記憶部
に格納してあるデータを用いて希土類添加ファイバにお
ける雑音指数の変動値ΔＮＦF に換算する。
Ｎ．ΔＬI ＋ΔＮＦF （ｄＢ）よりファイバー型光増幅
器の雑音指数の変動値ΔＮＦを算出する。
Ｐ．図３のＦでΔＧTHを求めたのと同様に、雑音指数の
変動の許容値ΔＮＦTHを算出する。
Ｑ．Ｐで求めた雑音指数の変動値の許容値ΔＮＦTHとＮ
で求めたΔＮＦとを比較する。ΔＮＦの方が小さい時
（Ｎｏ）にはＩに戻る。FIG. 6 is a flow chart of the fourth embodiment of the present invention. The operation of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. I. Three monitor values P IM , P OM , and P MM are measured from the outputs of the first to third photoelectric conversion units. J. An offset value is added to the three monitor values P IM , P OM , and P MM to calculate the input power P I , the output power P O , and the input power P M of the rare earth-doped fiber. K. The gain change ΔG of the fiber type optical amplifier is calculated in the same manner as in C, D and E of FIG. Further, the input side loss L I is obtained from P I / P M , and the input side loss fluctuation value ΔL I is calculated by comparison with the initial value. L. The gain variation value ΔG F of the rare earth-doped fiber is calculated from ΔG−ΔL I (dB unit). M. The gain variation value ΔG F of the rare earth-doped fiber is converted into the noise figure variation value ΔNF F of the rare earth-doped fiber by using the data stored in the storage unit. N. The fluctuation value ΔNF of the noise figure of the fiber type optical amplifier is calculated from ΔL I + ΔNF F (dB). P. Similarly to the case of calculating ΔG TH in F of FIG. 3, the allowable value ΔNF TH of the fluctuation of the noise figure is calculated. Q. Allowable value ΔNF TH and N of fluctuation value of noise figure obtained by P
The value is compared with the ΔNF obtained in. When ΔNF is smaller (No), the process returns to I.
【００３５】尚、図５と同様に、記憶部に格納している
ＮＦの初期値ＮＦINT を読みだして、ＮＦ＝ＮＦINT ＋
ΔＮＦ（ｄＢ）を算出して、これを雑音指数の許容値Ｎ
ＦTHと比較する方法もある。
Ｒ．ΔＮＦの方が大きい時（Ｙｅｓ）には警報を発出し
てＩに戻る。As in FIG. 5, the initial value NF INT of NF stored in the storage unit is read out and NF = NF INT +
ΔNF (dB) is calculated, and this is used as the allowable value N of the noise figure.
There is also a method to compare with F TH . R. When ΔNF is larger (Yes), an alarm is issued and the process returns to I.
【００３６】尚、一旦警報が発せられた時にΔＮＦの方
がΔＮＦTHより小さい場合、ゆらぎを考慮して警報を停
止するか否か判断するルーチンについては、本発明の第
三、第四の実施例においても、本発明の実施例、第二の
実施例と同様である。If ΔNF is smaller than ΔNF TH when the alarm is once issued, the routine for judging whether or not to stop the alarm in consideration of the fluctuation is the third and fourth embodiments of the present invention. The examples are the same as those of the embodiment and the second embodiment of the present invention.
【００３７】図７は、本発明の第五の実施例である。図
７において、１は合波器、２は希土類添加ファイバーに
励起光を供給する励起光発生部、３は希土類添加ファイ
バー、４は励起光阻止ろ波器、５は出力信号光の一部を
分岐する第一の光カプラ、６は第一の光−電気変換部、
５ａは入力光の一部を分岐する第二の光カプラ、６ａは
第二の光−電気変換部、７は第一、第二の光−電気変換
部が出力する電気信号によって入出力の光パワーをモニ
タするモニタ部、８はモニタ部が出力するモニタ値と後
述する記憶部に格納しているデータを用いてファイバー
型光増幅器の利得変動などを算出する演算部、９ｂは入
力光パワーによって利得の初期値を与える関数の係数、
モニタ値と実際の光パワーとの換算に必要なオフセット
値、温度特性も含めた、入力パワーに対する利得変動の
許容値を与える関数の係数を格納する記憶部、１０は温
度検出部、１１は光アイソレータである。FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 7, 1 is a multiplexer, 2 is a pumping light generator for supplying pumping light to a rare earth-doped fiber, 3 is a rare earth-doped fiber, 4 is a pumping light blocking filter, and 5 is a part of output signal light. A first optical coupler for branching, 6 for a first optical-electrical converter,
Reference numeral 5a is a second optical coupler for branching a part of the input light, 6a is a second optical-electrical conversion section, and 7 is an input / output light based on an electric signal output from the first and second optical-electrical conversion sections. A monitor unit for monitoring the power, 8 is an arithmetic unit for calculating the gain fluctuation of the fiber type optical amplifier using the monitor value output from the monitor unit and the data stored in the storage unit described later, and 9b is the input optical power. The coefficient of the function that gives the initial value of the gain,
A storage unit that stores a coefficient of a function that gives an allowable value of gain variation with respect to input power, including an offset value and a temperature characteristic required for conversion between a monitor value and actual optical power, 10 is a temperature detection unit, and 11 is an optical It is an isolator.
【００３８】本発明の第五の実施例の特徴は、入力パワ
ーに対する利得変動の許容値に温度特性があるので、温
度特性も含めた入力パワーに対する利得変動を表す関数
の係数を格納しておき、温度検出部が検出する温度が含
まれる温度範囲をアドレスとして関数の係数を読み出
し、利得変動の許容値を算出する点にある。これによ
り、本発明の第二の実施例より精度高く利得変動の許容
値を求めることができる。The feature of the fifth embodiment of the present invention is that the allowable value of the gain variation with respect to the input power has a temperature characteristic, so the coefficient of the function representing the gain variation with respect to the input power including the temperature characteristic is stored. The point is that the coefficient of the function is read with the temperature range in which the temperature detected by the temperature detection unit is included as an address, and the allowable value of gain variation is calculated. As a result, the allowable value of gain variation can be obtained with higher accuracy than in the second embodiment of the present invention.
【００３９】同様なことは、本発明の第四の実施例に対
しても実現できる。即ち、図４の構成に温度検出部を付
加し、図４の記憶部には温度係数を含めた希土類添加フ
ァイバの利得と雑音指数のデータを格納しておき、温度
検出部が検出した温度が含まれる温度範囲をアドレスと
してデータを読み出して、希土類添加ファイバの雑音指
数の変動値を求めれば、温度特性も考慮した雑音指数の
監視が可能になる。The same thing can be realized for the fourth embodiment of the present invention. That is, a temperature detector is added to the configuration of FIG. 4, and the storage unit of FIG. 4 stores the gain and noise figure data of the rare-earth-doped fiber including the temperature coefficient, and the temperature detected by the temperature detector is By reading the data with the included temperature range as an address and obtaining the fluctuation value of the noise figure of the rare earth-doped fiber, it becomes possible to monitor the noise figure in consideration of the temperature characteristics.
【００４０】いずれにしても、記憶部に光増幅器の特性
値を表すデータを温度特性も含めて格納し、温度検出部
が検出した温度を参照して特性値の温度特性を演算する
ことが特徴である。In any case, the characteristic that the data representing the characteristic value of the optical amplifier including the temperature characteristic is stored in the storage section and the temperature characteristic of the characteristic value is calculated with reference to the temperature detected by the temperature detecting section. Is.
【００４１】上記においては、一貫してファイバー型光
増幅器を例に、光増幅器の雑音指数の監視方法及び監視
回路について説明してきたが、同様なことは半導体レー
ザ型光増幅器についても可能なことは論を待たない。In the above, the fiber type optical amplifier has been consistently described as an example of the method for monitoring the noise figure of the optical amplifier and the monitoring circuit, but the same thing can be done for the semiconductor laser type optical amplifier. Don't wait for the argument.
【００４２】又、上記においては光増幅器に演算部と記
憶部とを備えるとして説明しているが、中継器はできる
だけ簡単にするのが望ましい。この意味から、演算部と
記憶部は監視局となる、陸上中継伝送路の場合には端局
に、海底中継伝送路の場合には陸揚げ局に備えるのがよ
いと考えられる。この場合には、既に実用化されている
中継器及び中継線路の監視システムにモニタ部の出力デ
ータを載せて送出すれば、監視局において演算、判定す
ることができる。Further, in the above description, the optical amplifier is described as having the arithmetic unit and the storage unit, but it is desirable that the repeater is as simple as possible. From this point of view, it is considered that the arithmetic unit and the storage unit are to be equipped with a terminal station in the case of a land relay transmission line, and a landing station in the case of a submarine relay transmission line serving as a monitoring station. In this case, if the output data of the monitor unit is placed on the monitoring system of the repeater and the relay line which have already been put to practical use and sent, the calculation and determination can be performed in the monitoring station.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明により、簡易な
方法と回路で光増幅器の雑音指数の監視が可能になる。As described above, according to the present invention, the noise figure of the optical amplifier can be monitored by a simple method and circuit.
【図１】 本発明の実施例。FIG. 1 is an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施例のフローチャート。FIG. 2 is a flowchart of an embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第二の実施例のフローチャート。FIG. 3 is a flowchart of a second embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第三の実施例。FIG. 4 is a third embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第三の実施例のフローチャート。FIG. 5 is a flowchart of the third embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第四の実施例のフローチャート。FIG. 6 is a flowchart of the fourth embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の第五の実施例。FIG. 7 is a fifth embodiment of the present invention.
【図８】 エルビウム添加ファイバの利得と雑音指数。FIG. 8: Gain and noise figure of erbium-doped fiber.
【図９】 光増幅器の構成。FIG. 9 is a configuration of an optical amplifier.
【図１０】 信号光の近傍の自然発生光の測定FIG. 10: Measurement of spontaneously generated light near signal light
１ 合波器 ２ 励起光発生部 ３ 希土類添加ファイバ ４ 励起光阻止ろ波器 ５ 第一の光カプラ ５ａ 第二の光カプラ ６ 第一の光−電気変換部 ６ａ 第二の光−電気変換部 ７ モニタ部 ８ 演算部 ９ 記憶部 １０ 温度検出部 １１ 光アイソレータ 1 multiplexer 2 Excitation light generator 3 Rare earth doped fiber 4 Excitation light blocking filter 5 First optical coupler 5a Second optical coupler 6 First optical-electrical converter 6a Second photoelectric conversion unit 7 Monitor 8 operation unit 9 memory 10 Temperature detector 11 Optical isolator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/16 10/17 (72)発明者 尾中 寛 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 宮本 裕 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−276120（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−190946（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−206555（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−181210（ＪＰ，Ａ) 中川清司 他，光増幅器とその応用, 日本，株式会社オーム社，1992年 ５月 30日，ｐｐ．25−29 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H01S 3/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H04B 10/16 10/17 (72) Inventor Hiroshi Onaka 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor Hiroshi Miyamoto 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-5-276120 (JP, A) JP-A-5-190946 (JP, A) JP Hei 5-206555 (JP, A) JP-A 4-181210 (JP, A) Seiji Nakagawa et al., Optical amplifier and its application, Japan, Ohmsha, Ltd., May 30, 1992, pp. 25-29 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 H01S 3/10
Claims (9)
の特性監視方法において、 光増幅器の入力光パワーＰＩと光増幅器の出力光パワー
ＰＯとを測定し、 ＰＯ／ＰＩを計算して運用中の該光増幅器の利得を算出
し、 該入力光パワーＰＩの関数より求められる光増幅器の初
期利得を算出して、該運用中の利得の該初期利得との変
動値ΔＧを求め、 該変動値ΔＧと、光増幅器が記憶する該変動値の許容値
とを比較することを特徴とする光増幅器の特性監視方
法。1. An optical amplifier characteristic monitoring method for judging deterioration of an optical amplifier, wherein an input optical power P I of the optical amplifier and an output optical power P O of the optical amplifier are measured, and P O / P I is calculated. The gain of the optical amplifier in operation is calculated, the initial gain of the optical amplifier obtained from the function of the input optical power P I is calculated, and the variation value ΔG of the gain in operation with the initial gain is calculated. And the fluctuation value ΔG is compared with the allowable value of the fluctuation value stored in the optical amplifier.
の特性監視方法において、 光増幅器の入力光パワーＰＩと光増幅器の出力光パワー
ＰＯとを測定し、 ＰＯ／ＰＩを計算して運用中の該光増幅器の利得を算出
し、 該運用中の光増幅器の利得と、該入力光パワーＰＩの関
数より求められる光増幅器の利得の許容値とを比較する
ことを特徴とする光増幅器の特性監視方法。2. An optical amplifier characteristic monitoring method for judging deterioration of an optical amplifier, wherein an input optical power P I of the optical amplifier and an output optical power P O of the optical amplifier are measured to obtain P O / P I. It is characterized in that the gain of the optical amplifier in operation is calculated and the gain of the optical amplifier in operation is compared with the allowable value of the gain of the optical amplifier obtained from the function of the input optical power P I. Optical amplifier characteristic monitoring method.
の特性監視方法において、 入力光パワーＰＩと光増幅部の入力光パワーＰＭと光増
幅器の出力光パワーＰＯとを測定し、 ＰＩ／ＰＭを計算して運用中の光増幅器の入力部の損失
を算出し、 該算出された入力部の損失の入力部の初期損失に対する
変動値ΔＬＩを求め、 ＰＯ／ＰＩを計算して運用中の該光増幅器の利得を算出
し、 該入力光パワーＰＩの関数より求められる光増幅器の初
期利得を算出して、該運用中の利得の該初期利得に対す
る変動値ΔＧを求め、 ΔＧとΔＬＩとから光増幅部における利得変動ΔＧＦを
求め、 ΔＧＦを、ΔＧＦに基づく光増幅部における雑音指数の
劣化ΔＮＦＦに換算し、 ΔＬＩとΔＮＦＦとから、光増幅器の雑音指数の劣化量
ΔＮＦを求め、 該雑音指数の劣化量と、光増幅器が記憶する該雑音指数
の劣化量の許容値ΔＮＦＴＨとを比較することを特徴と
する光増幅器の特性監視方法。3. An optical amplifier characteristic monitoring method for determining the deterioration of an optical amplifier, wherein an input optical power P I , an input optical power P M of an optical amplifier and an output optical power P O of the optical amplifier are measured. , P I / P M is calculated to calculate the loss of the input part of the optical amplifier in operation, and the fluctuation value ΔL I of the calculated loss of the input part with respect to the initial loss of the input part is calculated as P O / P I is calculated to calculate the gain of the optical amplifier in operation, the initial gain of the optical amplifier is calculated from the function of the input optical power P I , and the variation value of the gain in operation with respect to the initial gain is calculated. seeking .DELTA.G, obtains the gain variation .DELTA.G F in the optical amplifier unit and a .DELTA.G and [Delta] L I, the .DELTA.G F, in terms of degradation DerutaNF F noise figure of optical amplifier based on .DELTA.G F, and a [Delta] L I and DerutaNF F , The deterioration amount ΔNF of the noise figure of the optical amplifier is calculated, A method for monitoring the characteristics of an optical amplifier, which comprises comparing a deterioration amount of a noise figure with an allowable value ΔNF TH of the deterioration amount of the noise figure stored in the optical amplifier.
の特性監視方法において、 入力光パワーＰＩと光増幅部の入力光パワーＰＭと光増
幅器の出力光パワーＰＯとを測定し、 ＰＩ／ＰＭを計算して運用中の光増幅器の入力部の損失
を算出し、 該算出された入力部の損失の入力部の初期損失に対する
変動値ΔＬＩを求め、 ＰＯ／ＰＩを計算して運用中の該光増幅器の利得を算出
し、 該光増幅器の初期利得を算出して、該運用中の利得の該
初期利得に対する変動値ΔＧを求め、 ΔＧとΔＬＩとから光増幅部における利得変動ΔＧＦを
求め、 ΔＧＦを、ΔＧＦに基づく光増幅部における雑音指数の
劣化ΔＮＦＦに換算し、 ΔＬＩとΔＮＦＦとから、光増幅器の雑音指数の劣化量
ΔＮＦを求め、 該ΔＮＦと光増幅器の雑音指数の初期値とから、光増幅
器の運用中の雑音指数を求め、 該運用中の雑音指数と光増幅器が記憶する雑音指数の許
容値とを比較することを特徴とする光増幅器の特性監視
方法。4. An optical amplifier characteristic monitoring method for determining deterioration of an optical amplifier, wherein an input optical power P I , an input optical power P M of an optical amplifier and an output optical power P O of an optical amplifier are measured. , P I / P M is calculated to calculate the loss of the input part of the optical amplifier in operation, and the fluctuation value ΔL I of the calculated loss of the input part with respect to the initial loss of the input part is calculated as P O / P I is calculated to calculate the gain of the optical amplifier in operation, the initial gain of the optical amplifier is calculated, and a variation value ΔG of the gain in operation with respect to the initial gain is calculated, and ΔG and ΔL I are calculated. obtains the gain variation .DELTA.G F in the optical amplifier unit, a .DELTA.G F, in terms of degradation DerutaNF F noise figure of optical amplifier based on .DELTA.G F, and a [Delta] L I and DerutaNF F, deterioration of the noise figure of the optical amplifier DerutaNF And the ΔNF and the initial value of the noise figure of the optical amplifier Et al., Determine the noise figure in the operation of the optical amplifier, characteristic monitor method of an optical amplifier, characterized by comparing the allowable value of the noise figure to be stored in the noise figure and an optical amplifier in a 該運.
の特性監視回路において、 光増幅器の出力光を一部分岐する第一の光カプラと、 入力光の一部を分岐する第二の光カプラと、 該第一、第二の光カプラの出力光を電気変換する第一、
第二の光−電気変換部と、 該第一、第二の光−電気変換部の出力を測定するモニタ
部と、 該モニタ部の測定値に基づいてオフセット値を加えた入
力及び出力光パワーより光増幅器の運用中の利得を算出
し、入力光パワーの関数より求められる該光増幅器の初
期利得を算出して該運用中の利得の該初期利得に対する
変動値を求め、該変動値と該変動値の許容値とを比較す
る演算部と、 該モニタ部の測定値から光増幅器の入力及び出力光パワ
ーを求めるための該オフセット値と、該光増幅器の初期
利得を求めるための該関数の係数と、該変動値の許容値
とを格納する記憶部とを備えることを特徴とする光増幅
器の特性監視回路。5. An optical amplifier characteristic monitoring circuit for determining deterioration of an optical amplifier, wherein a first optical coupler for branching a part of output light of the optical amplifier and a second light for branching a part of input light. A coupler, and a first that electrically converts output light of the first and second optical couplers,
A second optical-electrical conversion unit, a monitor unit that measures the outputs of the first and second optical-electrical conversion units, and an input that adds an offset value based on the measurement value of the monitor unit.
Calculating the operating gain of the optical amplifier from the power and the output optical power , calculating the initial gain of the optical amplifier obtained from the function of the input optical power to obtain the variation value of the operating gain with respect to the initial gain, An arithmetic unit that compares the fluctuation value with an allowable value of the fluctuation value, the offset value for obtaining the input and output optical power of the optical amplifier from the measurement value of the monitor unit, and the optical amplifier characteristic monitor circuit of the optical amplifier characterized in that it comprises a storage unit for storing the coefficients of the function for obtaining the initial gain and the allowable value of the variation value.
あって、前記記憶部に前記利得の変動値の許容値を入力
光パワーから求める関数の係数を格納しておき、 前記演算部において、該関数の係数を用いて算出した前
記利得の変動値の許容値と前記利得の変動値とを比較す
ることを特徴とする光増幅器の特性監視回路。6. The characteristic monitoring circuit for an optical amplifier according to claim 5, wherein the storage unit stores a coefficient of a function for obtaining an allowable value of the fluctuation value of the gain from the input optical power, and the arithmetic unit. 2. A characteristic monitoring circuit for an optical amplifier, comprising: comparing an allowable value of the gain variation value calculated using the coefficient of the function with the gain variation value.
の特性監視回路において、 光増幅器の出力光を一部分岐する第一の光カプラと、 入力光の一部を分岐する第二の光カプラと、 光増幅部の入力パワーの一部を分岐する第三の光カプラ
と、 該第一、第二、第三の光カプラの出力光を電気変換する
第一、第二、第三の光−電気変換部と、 該第一、第二、第三の光−電気変換部の出力を測定する
モニタ部と、 該モニタ部の測定値に基づいてオフセット値を加えた入
力及び出力光パワーより光増幅器の運用中の利得及び光
増幅器の入力部の運用中の損失を算出し、該光増幅器の
入力部の初期損失に対する該運用中の損失の変動値ΔＬ
Ｉを求め、又、該モニタ部の測定値に基づいてオフセッ
ト値を加えた入力及び出力光パワーより該光増幅器の利
得を求めて、算出された初期利得に対する該運用中の利
得の変動値を求め、該利得の変動値を光増幅部の雑音指
数の劣化量ΔＮＦＦに換算し、ΔＬＩとΔＮＦＦとから
光増幅器の雑音指数の劣化量を求め、該雑音指数の劣化
量と雑音指数の劣化量の許容値とを比較する演算部と、 該モニタ部の測定値から光増幅器の入力及び出力光パワ
ーと光増幅部の入力光パワーを求めるための該オフセッ
ト値と、該光増幅器の初期利得を求めるための関数の係
数と、ΔＧＦをΔＮＦＦに換算するためのデータと、該
雑音指数の劣化量の許容値とを格納する記憶部とを備え
ることを特徴とする光増幅器の特性監視回路。7. An optical amplifier characteristic monitoring circuit for determining deterioration of an optical amplifier, wherein a first optical coupler for branching a part of output light of the optical amplifier and a second light for branching a part of input light. A coupler, a third optical coupler for branching a part of the input power of the optical amplification section, and first, second, third electrical conversions of the output light of the first, second, and third optical couplers. An optical-electrical conversion unit, a monitor unit that measures the outputs of the first, second, and third optical-electrical conversion units, and an input that adds an offset value based on the measurement value of the monitor unit.
The operating gain of the optical amplifier and the operating loss of the input section of the optical amplifier are calculated from the power and the output optical power, and the fluctuation value ΔL of the operating loss with respect to the initial loss of the input section of the optical amplifier.
I , and the offset based on the measured value of the monitor.
The gain of the optical amplifier is calculated from the input and output optical powers to which the gain value is added, and the fluctuation value of the gain in operation with respect to the calculated initial gain is calculated, and the fluctuation value of the gain is calculated as the noise figure of the optical amplifier. A calculation unit for converting the deterioration amount ΔNF F , obtaining the deterioration amount of the noise figure of the optical amplifier from ΔL I and ΔNF F , and comparing the deterioration amount of the noise figure with the allowable value of the deterioration amount of the noise figure. To obtain the input and output optical power of the optical amplifier and the offset value for obtaining the input optical power of the optical amplifier and the initial gain of the optical amplifier from the measured value of the monitor unit. Characteristics of the optical amplifier, including a coefficient of a function of, a data for converting ΔG F to ΔNF F , and a storage unit that stores an allowable value of the deterioration amount of the noise figure. Monitoring circuit.
あって、 前記記憶部に前記雑音指数の劣化の許容値を入力光パワ
ーから求める関数の係数を格納しておき、 前記演算部において、該関数の係数を用いて算出した前
記雑音指数の劣化量の許容値と前記雑音指数の劣化量と
を比較することを特徴とする光増幅器の特性監視回路。8. The characteristic monitoring circuit for an optical amplifier according to claim 7, wherein the storage section stores a coefficient of a function for obtaining an allowable value of deterioration of the noise figure from input optical power, and the arithmetic section. 2. A characteristic monitoring circuit for an optical amplifier, comprising: comparing an allowable value of the deterioration amount of the noise figure calculated using the coefficient of the function with a deterioration amount of the noise figure.
回路において、 温度検出部を設け、 併せて記憶部には光増幅器の特性値の温度特性を表わす
データを格納し、該温度検出部が検出した温度を参照し
て光増幅器の特性値を演算することを特徴とする光増幅
器の特性監視回路。9. A characteristic monitoring circuit for an optical amplifier according to claim 5, further comprising a temperature detecting section, wherein the storage section also stores data representing the temperature characteristic of the characteristic value of the optical amplifier. A characteristic monitoring circuit for an optical amplifier, wherein the characteristic value of the optical amplifier is calculated with reference to the temperature detected by the unit.
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|---|---|---|---|
| JP24513194A JP3492781B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Optical amplifier characteristic monitoring method and optical amplifier characteristic monitoring circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP24513194A JP3492781B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Optical amplifier characteristic monitoring method and optical amplifier characteristic monitoring circuit |
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- 1994-10-11 JP JP24513194A patent/JP3492781B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 中川清司 他，光増幅器とその応用，日本，株式会社オーム社，１９９２年 ５月３０日，ｐｐ．２５−２９ |
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| JPH08111664A (en) | 1996-04-30 |
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