JP5088178B2

JP5088178B2 - 光増幅装置及びその測定方法

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Description

本発明は光増幅装置及びその測定方法に関し、特に信号光レベルをモニタする機能を有する光増幅装置に関する。

図７は本発明に関連する光増幅装置の構成を示す図である（例えば特許文献１参照）。図７の構成は、光信号を増幅する光モジュール部１０３と、光モジュール部１０３を制御する電子制御部１０４に分類することができる。

光モジュール部１０３は、信号光を光モジュール部１０３に入力するための光コネクタ５１と、光モジュール部１０３から信号光を出力するための光コネクタ５２と、信号光を光直接増幅する媒体であるエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）５３及び５４と、光モジュール部１０３から出力されるＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光に含まれる各チャネルの信号光パワーを等化するための利得等化器５５と、ＥＤＦ５３及び５４の前後の信号光パワーを検出するためのフォトダイオード（ＰＤ）５６〜５９と、ＰＤ５６〜５９へ信号光を分岐するための光カプラ６０〜６３とを含む。

電子制御部１０４は、ＰＤ５６〜５９から出力される光電流をそれぞれ数値データ化するための変換回路６４〜６７と、変換回路６４〜６７から出力されるＰＤモニタ値を受信し、信号光パワーを算出するための演算処理部６８とを含む。なお、演算処理部６８は、ＰＤモニタ値を基に図示せぬ励起ＬＤ（レーザダイオード）の励起光を調整して信号光の増幅率を制御する機能を有するが、これは当業者によく知られているので、その詳細な説明は省略する。

このような光増幅装置に搭載される光モジュールのＰＤから出力される光電流量［μＡ］は、光モジュールを製造する過程で測定され、信号光パワー１［ｍＷ］あたりの光電流量［μＡ］（変換効率）を測定し、信号光パワーと光電流量との相関関係が算出されることは当業者によく知られている。

また、この方法を応用して、信号光パワーと光電流量を数値データ化する回路（例えばＡ／Ｄ変換回路等）によって数値化された値（ＰＤモニタ値）との相関関係を測定することも可能である。この相関関係を基に、演算処理部（例えばＣＰＵ（中央処理装置）等）は入力されるＰＤモニタ値から信号光パワーを算出することができる。

図７の構成において、ＰＤ５６及び５９については、図示せぬ測定器を用いて光コネクタ５１及び５２から信号光パワーを直接測定し、信号光パワーと変換回路６４及び６７の出力であるＰＤモニタ値との相関関係式を算出することが可能である。

特開平１０−２２３９６３号公報

しかしながら、図７の構成において、入力信号光パワーを直接測定することができないＰＤ５７及び５８については、ＰＤの信号光入力端（ＰＤ直近の光ファイバ）を切断し測定器等を接続して測定を行わない限りは、信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係式を算出することができない。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、入力信号光レベルを直接測定することができない受光素子について信号光レベルとそのモニタ値との相関関係を求めることができる光増幅装置及びその測定方法を提供することにある。

本発明による光増幅装置は、入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段と、前記第２の受光素子に対応する前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第２の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御手段と、前記入力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記出力信号光レベルを算出することにより、前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算手段とを含むことを特徴とする。

本発明による光増幅装置は、入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段と、前記第１の受光素子に対応する前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記第１の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御手段と、前記出力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記入力信号光レベルを算出することにより、前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算手段とを含むことを特徴とする。

本発明による測定方法は、入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段とを含む光増幅装置の測定方法であって、前記第２の受光素子に対応する前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第２の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御ステップと、前記入力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記出力信号光レベルを算出することにより、前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算ステップとを含むことを特徴とする。

本発明による測定方法は、入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段とを含む光増幅装置の測定方法であって、前記第１の受光素子に対応する前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記第１の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御ステップと、前記出力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記入力信号光レベルを算出することにより、前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、入力信号光レベルを直接測定することができない受光素子について信号光レベルとそのモニタ値との相関関係を求めることができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態について説明する前に、本発明の理解を助けるために、本発明の原理について図面を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明するための光増幅装置の概略機能ブロック図である。

図１に示した光増幅装置は、入力信号光を増幅する増幅手段２０１と、入力信号光を電流信号に変換する受光素子２０２と、増幅手段２０１の出力信号光を電流信号に変換する受光素子２０３と、受光素子２０２及び２０３各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段２０４及び２０５と、受光素子２０３に対応する変換手段２０５への受光素子２０３の出力電流の供給を遮断すると共に、受光素子２０２の出力電流を受光素子２０３に対応する変換手段２０５に供給する制御手段２０６と、入力信号光レベルを測定する測定手段により測定された入力信号光レベルと受光素子２０２の変換効率とから受光素子２０２の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と受光素子２０３の変換効率とから受光素子２０３が当該算出された出力電流値を発生する場合の出力信号光レベルを算出することにより、出力信号光レベルと受光素子２０３に対応する変換手段２０５から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算手段２０７とを含む。

このように、受光素子２０２の出力電流が制御手段２０６により受光素子２０３用の変換手段２０５に入力され、図示せぬ外部の測定手段により測定された増幅手段２０１の入力信号光レベルと、受光素子２０２及び２０３の変換効率とを基に、受光素子２０３にて検出される増幅手段２０１の出力信号光レベルが演算手段２０７により擬似的に算出され、出力信号光レベルと変換手段２０５から出力されるモニタ値との相関関係が求められる。したがって、増幅手段２０１の出力信号光レベルを直接測定せずとも、出力信号光レベルとそのモニタ値との相関関係を求めることができる。

なお、図１では、増幅手段２０１の入力信号光レベルが測定手段により測定され演算手段２０７に入力されていたが、測定手段は増幅手段２０１の入力信号光レベルに代えて増幅手段２０１の出力信号光レベルを測定するようにしてもよい。この場合、制御手段２０６は、受光素子２０２に対応する変換手段２０４への受光素子２０２の出力電流の供給を遮断すると共に、受光素子２０３の出力電流を受光素子２０２に対応する変換手段２０４に供給し、演算手段２０７は、測定手段により測定された出力信号光レベルと受光素子２０３の変換効率とから受光素子２０３の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と受光素子２０２の変換効率とから受光素子２０２が当該算出された出力電流値を発生する場合の入力信号光レベルを算出することにより、入力信号光レベルと受光素子２０２に対応する変換手段２０４から出力されるモニタ値との相関関係を求める。

このように、受光素子２０３の出力電流が制御手段２０６により受光素子２０２用の変換手段２０４に入力され、測定手段により測定された増幅手段２０１の出力信号光レベルと、受光素子２０２及び２０３の変換効率とを基に、受光素子２０２にて検出される増幅手段２０１の入力信号光レベルが演算手段２０７により擬似的に算出され、入力信号光レベルと変換手段２０４から出力されるモニタ値との相関関係が求められる。したがって、増幅手段２０１の入力信号光レベルを直接測定せずとも、入力信号光レベルとそのモニタ値との相関関係を求めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。図２の構成は、光信号を増幅する光モジュール部１００と、光モジュール部１００を制御する電子制御部１０１と、光モジュール部１００に入力する光源と該光源の光パワーを検出するために使用する測定器とを含む信号光パワー測定部１０２とに分類することができる。

光モジュール部１００は、信号光を光モジュール部１００に入力するための光コネクタ１と、光モジュール部１００から信号光を出力するための光コネクタ２と、信号光を光直接増幅する媒体であるＥＤＦ３及び４と、光モジュール部１００から出力されるＷＤＭ信号光に含まれる各チャネルの信号光パワーを等化するための利得等化器５と、ＥＤＦ３及び４の前後の信号光パワーを検出するためのＰＤ６〜９と、ＰＤ６〜９へ信号光を分岐するための光カプラ１０〜１３とを含む。

電子制御部１０１は、ＰＤ６〜９から出力される光電流をそれぞれ数値データ化するための変換回路１４〜１７と、変換回路１４〜１７から出力されるＰＤモニタ値を受信し、信号光パワーを算出するための演算処理部１８と、ＰＤ６の出力と変換回路１４とを接続する電気スイッチ１９及び２２と、ＰＤ７の出力と変換回路１５とを接続する電気スイッチ２０及び２３と、ＰＤ８の出力と変換回路１６とを接続する電気スイッチ２１及び２４とを含む。なお、演算処理部１８は、ＰＤモニタ値を基に図示せぬ励起ＬＤの励起光を調整して信号光の増幅率を制御する機能を有するが、これは当業者によく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。

信号光パワー測定部１０２は、信号光を発生させるための光源２５と、光モジュール部１００に入力される信号光パワーを測定するための光パワーメータ２６と、光モジュール部１００から出力される信号光パワーを測定するための光パワーメータ２７と、光コネクタ１と接続し光モジュール部１００に信号光を入力するための光コネクタ２８と、光コネクタ２と接続し光モジュール部１００から光パワーメータ２７に信号光を入力するための光コネクタ２９と、光モジュール部１００に入力される信号光パワーを測定するために光パワーメータ２６に信号光を分岐するための光カプラ３０とを含む。

また、演算処理部１８から電気スイッチ１９〜２４を制御するための制御線が接続されている。以上、本発明の第１の実施の形態による光増幅装置の構成が説明されたが、図２の光モジュール部１００の光直接増幅の方式は当業者にとって良く知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

また、図２の光モジュール部１００の構成は光直接増幅器の代表的な例を示しているが、信号光パワーを測定器等で直接測定不可能なＰＤを有する光モジュールであればどのような構成でもよい。

変換回路１４〜１７各々は一般的に、ＰＤの出力電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）と、電流−電圧変換回路の出力をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）とを含んで構成されるが、演算処理部１８が数値データとして認識できるのであれば、構成は問わない。演算処理部１８は一般的にＣＰＵが使用されるが、方式は問わない。

利得等化器５の代わりに、光減衰器（ＶＯＡ）や可変損失傾斜器（ＶＡＳＣ）等の光デバイスが用いられてもよい。また、光モジュール部１００から出力される信号光の利得を等化しない場合は利得等化器５を省いてもよい。この場合、ＰＤ７及び変換回路１５、またはＰＤ８及び変換回路１６を省いてもよい。

電気スイッチ１９〜２１の出力端、及び電気スイッチ２２〜２４の入力端は短絡されている。また、電気スイッチ１９〜２４を制御するための制御線が演算処理部１８に接続されている。電気スイッチ１９〜２４及び演算処理部１８が制御手段に相当し、演算処理部１８が演算手段に相当する。なお、ＰＤから出力される光電流が低減しないよう、各電気スイッチの入力端及び出力端の抵抗値はできるだけ小さい方がよい。

次に、本発明の第１の実施の形態による光増幅装置の動作について図２を参照して説明する。光モジュール部１００の製造時に、信号光パワー［ｍＷ］とＰＤ６〜９の光電流量［μＡ］とからＰＤ６〜９各々の変換効率［μＡ／ｍＷ］が予め算出されているものとする。

まず、演算処理部１８は、電気スイッチ１９及び２２を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２３及び２４を遮断する。この状態で、光コネクタ１及び２８が接続され光源２５から信号光が入力される場合の相関関係を考える。

光パワーメータ２６により測定される信号光パワーがＢ１１［ｍＷ］のとき、変換回路１４から演算処理部１８に出力されるＰＤモニタ値をＣ１１［ｂｉｔ］とし、光パワーメータ２６により測定される信号光パワーがＢ１２［ｍＷ］のとき、変換回路１４から演算処理部１８に出力されるＰＤモニタ値をＣ１２［ｂｉｔ］とすると、任意のＰＤモニタ値Ｘ１［ｂｉｔ］に対する信号光パワーＹ１［ｍＷ］の相関関係を示す１次近似式は以下の式で表される。

なお、光パワーメータ２６により測定される信号光パワーとＰＤモニタ値の測定数を増やすことにより、より高次元の近似式を算出することが可能であるが、本発明とは直接関係しないのでその説明は省略する。

次に、演算処理部１８は、ＰＤ７について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるべく、電気スイッチ１９及び２３を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２２及び２４を遮断する。

ＰＤ６の変換効率をＡ１［μＡ／ｍＷ］とすると、光パワーメータ２６により測定される信号光パワーがＢ１１［ｍＷ］の時、変換回路１５に入力される光電流量は（Ａ１×Ｂ１１）［μＡ］である。

ここで、この光電流量がＰＤ７に信号光パワーが入力されて発生したと仮定する。ＰＤ７の変換効率をＡ２［μＡ／ｍＷ］とすると、ＰＤ７に入力される信号光パワーＢ２１［ｍＷ］は以下の式で算出され、擬似的にＰＤ７に入力される信号光パワーを算出することが可能となる。

先程の事例に倣い、ＰＤ７に入力される信号光パワーがＢ２１［ｍＷ］のとき、変換回路１５から演算処理部１８に出力されるＰＤモニタ値をＣ２１［ｂｉｔ］とし、ＰＤ７に入力される信号光パワーがＢ２２［ｍＷ］のとき、変換回路１５から演算処理部１８に出力されるＰＤモニタ値をＣ２２［ｂｉｔ］とすると、任意のＰＤモニタ値Ｘ２［ｂｉｔ］に対する信号光パワーＹ２［ｍＷ］の相関関係を示す１次近似式は以下の式で表される。

なお、光パワーメータ２６により測定される信号光パワーとＰＤモニタ値の測定数を増やせば、より高次元の近似式を算出することが可能であるが、本発明とは直接関係しないのでその説明は省略する。

ＰＤ７について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求める上記の方式を適用して、演算処理部１８は、ＰＤ８についても信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。この場合、演算処理部１８は、電気スイッチ１９及び２４を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２２及び２３を遮断する。

演算処理部１８は、算出された相関関係式を図示せぬメモリに格納し、通常状態（相関関係を求める制御を行わない状態）において、各変換回路から出力されるＰＤモニタ値から各ＰＤにて検出される信号光パワーを算出するために使用する。

なお、算出された相関関係式を基に各ＰＤにて検出される信号光パワーを算出する通常状態では、演算処理部１８は、ＰＤ６の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ１９及び２２のみを導通させ、その他のスイッチを遮断し、ＰＤ７の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ２０及び２３のみを導通させ、その他のスイッチを遮断し、ＰＤ８の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ２１及び２４のみを導通させ、その他のスイッチを遮断する。

電気スイッチ１９〜２４の端子間の抵抗が大きい場合、光電流量が減少するが、電気スイッチの端子間抵抗値及びＰＤ出力端の電圧値から光電流量の減少分を算出し、ＰＤモニタ値の誤差を補正することが可能である。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、各ＰＤの変換効率と、信号光パワーを直接測定可能なＰＤの信号光パワーとから、信号光パワーを直接測定不可能なＰＤの信号光パワーを擬似的に算出することにより信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるようにしているので、信号光パワーを直接測定不可能なＰＤの光ファイバを切断して測定を行うことなく、信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。

また、電気スイッチにより光電流を入力する変換回路を変更できるので、任意の数のＰＤについて信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。

本発明の第１の実施の形態では、光パワーメータ２６により光モジュール部１００の入力信号光パワーを測定し、演算処理部１８は測定された入力信号光パワーを用いてＰＤ７及び８各々について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めているが、光パワーメータ２７により光モジュール部１００の出力信号光パワーを測定し、演算処理部１８は測定された出力信号光パワーを用いてＰＤ７及び８各々について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるようにしてもよい。

この場合、ＰＤ９及び変換回路１７間に他のＰＤ及び変換回路間と同様にスイッチが設けられる。ＰＤ７について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、演算処理部１８のスイッチ制御により、変換回路１５へのＰＤ６〜８の出力電流の供給を遮断すると共にＰＤ９の出力電流を変換回路１５のみへ供給する。また、ＰＤ８について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、演算処理部１８のスイッチ制御により、変換回路１６へのＰＤ６〜８の出力電流の供給を遮断すると共にＰＤ９の出力電流を変換回路１６のみへ供給する。

次に、本発明の第２の実施の形態による光増幅装置について図面を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図であり、図２と同等部分は同一符号にて示している。

図３において、図２の光パワーメータ２７を不要とすべく、ＰＤ９の出力端に電気スイッチ３１及び３２が追加されている。ＰＤ７及び８について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求める第１の実施の形態にて説明した方式を適用して、演算処理部１８は、ＰＤ９についても信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。この場合、演算処理部１８は、電気スイッチ１９及び３２を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２２，２３，２４及び３１を遮断する。

なお、演算処理部１８は、ＰＤ７について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、電気スイッチ１９及び２３を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２２，２４，３１及び３２を遮断し、ＰＤ８について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、電気スイッチ１９及び２４を導通させ、電気スイッチ２０，２１，２２，２３，３１及び３２を遮断する。

このように、本発明の第２の実施の形態では、光パワーメータ２７により光モジュール部１００の出力信号光パワーを測定することなく、ＰＤ９について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態による光増幅装置について図面を参照して説明する。図４は本発明の第３の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図であり、図２及び図３と同等部分は同一符号にて示している。

図４において、電気スイッチ及び変換回路の使用数を削減すべく、電気スイッチ１９〜２１及び３１の出力端と、変換回路１４の入力端が短絡されている。電気スイッチ２２〜２４及び３２と変換回路１５〜１７は削除されている。

本発明の第３の実施の形態では、演算処理部１８は、電気スイッチ１９を導通させ、電気スイッチ２０，２１及び３１を遮断して、ＰＤ６について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求める。そして、ＰＤ７〜９各々について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるときも、演算処理部１８は、電気スイッチ１９を導通させ、電気スイッチ２０，２１及び３１を遮断する。この状態で、演算処理部１８は、各ＰＤの変換効率と、光パワーメータ２６により測定される信号光パワーとから、ＰＤ７〜９各々について該ＰＤの信号光パワーを擬似的に算出し、信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めることができる。

なお、算出された相関関係式を基に各ＰＤにて検出される信号光パワーを算出する通常状態では、演算処理部１８は、ＰＤ６の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ１９のみを導通させ、その他のスイッチを遮断し、ＰＤ７の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ２０のみを導通させ、その他のスイッチを遮断し、ＰＤ８の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ２１のみを導通させ、その他のスイッチを遮断し、ＰＤ９の信号光パワーを求めるとき、電気スイッチ３１のみを導通させ、その他のスイッチを遮断する。

このように、本発明の第３の実施の形態では、電気スイッチ及び変換回路の使用数を削減することにより、電気スイッチ及び変換回路に含まれる電気的誤差を低減することができる。

本発明の第３の実施の形態では、光パワーメータ２６により光モジュール部１００の入力信号光パワーを測定し、演算処理部１８は測定された入力信号光パワーを用いて各ＰＤについて信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めているが、コネクタ２を介して光パワーメータ２７を接続し（図２参照）、この光パワーメータ２７により光モジュール部１００の出力信号光パワーを測定し、演算処理部１８は測定された出力信号光パワーを用いて各ＰＤについて信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるようにしてもよい。

この場合、演算処理部１８は、電気スイッチ３１を導通させ、電気スイッチ１９〜２１を遮断して、各ＰＤについて信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求める。

次に、本発明の第４の実施の形態による光増幅装置について図面を参照して説明する。図５は本発明の第４の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図であり、図２と同等部分は同一符号にて示している。

図５に示すように、本発明の第４の実施の形態による光増幅装置の基本的な構成は図２に示した構成と同じであるが、スイッチの接続が工夫されている。図５において、演算処理部１８は、ＰＤ６について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、電気スイッチ１９及び２２を導通させ、電気スイッチ２３及び２４を遮断し、ＰＤ７について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、電気スイッチ１９及び２３を導通させ、電気スイッチ２０，２２及び２４を遮断し、ＰＤ８について信号光パワーとＰＤモニタ値との相関関係を求めるとき、電気スイッチ１９及び２４を導通させ、電気スイッチ２１，２２及び２３を遮断する。

算出された相関関係式を基に各ＰＤにて検出される信号光パワーを算出する通常状態では、演算処理部１８は、電気スイッチ２３及び２４を遮断し、その他のスイッチを導通させることにより、各ＰＤの信号光パワーを求めることができる。

図２に示した本発明の第１の実施の形態では、スイッチ１９〜２１の出力が短絡されているため、通常状態で各ＰＤの信号光パワーを求める際には、ＰＤの出力を選択するためのスイッチ１９〜２１と、ＰＤの出力を取り込む変換回路を選択するためのスイッチ２２〜２４を毎回切り替える必要がある。一方、図５に示した本発明の第４の実施の形態では、通常状態時にスイッチ２３及び２４を遮断しておくことにより、ＰＤ６の出力電流が変換回路１５及び１６に流入することを防ぐことができ、スイッチを毎回切り替える必要がなくなる。

次に、本発明の第５の実施の形態による光増幅装置について図面を参照して説明する。図６は本発明の第５の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図であり、図３と同等部分は同一符号にて示している。

図６に示すように、本発明の第５の実施の形態による光増幅装置の基本的な構成は図３に示した構成と同じであるが、スイッチの接続が工夫されている。本発明の第５の実施の形態による光増幅装置の動作原理は上述した第４の実施の形態と同様であり、本発明の第５の実施の形態においても、通常状態時にスイッチ２３，２４及び３２を遮断しておくことにより、ＰＤ６の出力電流が変換回路１５〜１７に流入することを防ぐことができ、スイッチを毎回切り替える必要がなくなる。

本発明の原理を説明するための光増幅装置の概略機能ブロック図である。本発明の第１の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。本発明の第３の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。本発明の第４の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。本発明の第５の実施の形態による光増幅装置の構成を示す図である。本発明に関連する光増幅装置の構成を示す図である。

符号の説明

１，２，２８，２９光コネクタ
３，４ＥＤＦ
５利得等化器
６〜９ＰＤ
１０〜１３，３０光カプラ
１４〜１７変換回路
１８演算処理部
１９〜２４，３１，３２スイッチ
２５光源
２６，２７光パワーメータ
１００光モジュール部
１０１電子制御部
１０２信号光パワー測定部
２０１増幅手段
２０２，２０３受光素子
２０４，２０５変換手段
２０６制御手段
２０７演算手段

Claims

入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、
前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、
前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、
前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段と、
前記第２の受光素子に対応する前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第２の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御手段と、
前記入力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記出力信号光レベルを算出することにより、前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算手段とを含むことを特徴とする光増幅装置。
前記第１の増幅手段の出力信号光を増幅する第２の増幅手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
前記第２の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第３の受光素子と、
前記第３の受光素子に対応して設けられ、前記第３の受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記第２の増幅手段の出力信号光のモニタ値として出力する変換手段とを更に含み、
前記制御手段は、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記第３の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記第３の受光素子に対応する前記変換手段への前記第３の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第３の受光素子に対応する前記変換手段に供給し、
前記演算手段は、前記測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第３の受光素子の変換効率とから前記第３の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記第２の増幅手段の出力信号光レベルを算出することにより、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記第３の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めることを特徴とする請求項２記載の光増幅装置。
前記変換手段は前記第１及び第２の受光素子に共通に設けられ、
前記制御手段は、前記出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項１又は２記載の光増幅装置。
前記変換手段は前記第１〜第３の受光素子に共通に設けられ、
前記制御手段は、前記第１の増幅手段の出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、また、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第２及び第３の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項３記載の光増幅装置。
入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、
前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、
前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、
前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段と、
前記第１の受光素子に対応する前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記第１の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御手段と、
前記出力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記入力信号光レベルを算出することにより、前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算手段とを含むことを特徴とする光増幅装置。
入力信号光を増幅して前記第１の増幅手段に出力する第２の増幅手段を更に含むことを特徴とする請求項６記載の光増幅装置。
前記変換手段は前記第１及び第２の受光素子に共通に設けられ、
前記制御手段は、前記第１の増幅手段の入力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項６又は７記載の光増幅装置。
入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段とを含む光増幅装置の測定方法であって、
前記第２の受光素子に対応する前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第２の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御ステップと、
前記入力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記出力信号光レベルを算出することにより、前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算ステップとを含むことを特徴とする測定方法。
前記光増幅装置は、前記第１の増幅手段の出力信号光を増幅する第２の増幅手段を更に含むことを特徴とする請求項９記載の測定方法。
前記光増幅装置は、前記第２の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第３の受光素子と、前記第３の受光素子に対応して設けられ、前記第３の受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記第２の増幅手段の出力信号光のモニタ値として出力する変換手段とを更に含み、
前記制御ステップは、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記第３の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記第３の受光素子に対応する前記変換手段への前記第３の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記第３の受光素子に対応する前記変換手段に供給し、
前記演算ステップは、前記測定手段により測定された前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第３の受光素子の変換効率とから前記第３の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記第２の増幅手段の出力信号光レベルを算出することにより、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記第３の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めることを特徴とする請求項１０記載の測定方法。
前記変換手段は前記第１及び第２の受光素子に共通に設けられ、
前記制御ステップは、前記出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第２の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項９又は１０記載の測定方法。
前記変換手段は前記第１〜第３の受光素子に共通に設けられ、
前記制御ステップは、前記第１の増幅手段の出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、また、前記第２の増幅手段の出力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第２及び第３の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第１の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項１１記載の測定方法。
入力信号光を増幅する第１の増幅手段と、前記入力信号光を電流信号に変換する第１の受光素子と、前記第１の増幅手段の出力信号光を電流信号に変換する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受光素子各々に対応して設けられ、対応する受光素子の出力電流に応じた所定の形式の電気信号を前記対応する受光素子が受光する信号光のモニタ値として出力する変換手段とを含む光増幅装置の測定方法であって、
前記第１の受光素子に対応する前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記第１の受光素子に対応する前記変換手段に供給する制御ステップと、
前記出力信号光レベルを測定する測定手段により測定された前記出力信号光レベルと前記第２の受光素子の変換効率とから前記第２の受光素子の出力電流値を算出し、この算出された出力電流値と前記第１の受光素子の変換効率とから前記第１の受光素子が前記算出された出力電流値を発生する場合の前記入力信号光レベルを算出することにより、前記入力信号光レベルと前記第１の受光素子に対応する前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求める演算ステップとを含むことを特徴とする測定方法。
前記光増幅装置は、入力信号光を増幅して前記第１の増幅手段に出力する第２の増幅手段を更に含むことを特徴とする請求項１４記載の測定方法。
前記変換手段は前記第１及び第２の受光素子に共通に設けられ、
前記制御ステップは、前記第１の増幅手段の入力信号光レベルと前記変換手段から出力されるモニタ値との相関関係を求めるとき、前記変換手段への前記第１の受光素子の出力電流の供給を遮断すると共に、前記第２の受光素子の出力電流を前記変換手段に供給することを特徴とする請求項１４又は１５記載の測定方法。