JPH0567032U - Optical amplifier and optical receiver - Google Patents
Optical amplifier and optical receiverInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 増幅利得を一定に保つことのできる光増幅装
置を提供する。
【構成】 入力光を２つに分岐するための光分岐器３
と、分岐された一方の光を光増幅するための光増幅器８
と、分岐された他方の光の強度を検出するための光強度
検出回路４と、その光強度検出値に基いて前記光増幅器
８の増幅利得を制御する制御回路５とを備えて構成され
たことを特徴としている。
(57) [Summary] [Object] To provide an optical amplifying device capable of keeping the amplification gain constant. [Configuration] Optical splitter 3 for splitting input light into two
And an optical amplifier 8 for optically amplifying one of the branched lights.
And a light intensity detection circuit 4 for detecting the intensity of the other branched light, and a control circuit 5 for controlling the amplification gain of the optical amplifier 8 based on the detected light intensity value. It is characterized by
Description
【０００１】[0001]
本考案は、光伝送システムの光受信部に適用される光増幅装置及び光受信装置 に関するものである。 The present invention relates to an optical amplifier and an optical receiver applied to an optical receiver of an optical transmission system.
【０００２】[0002]
従来、光伝送システムの受信部では、図７に示される光増幅器４１を用いて受 信光の光増幅を行っていた。光増幅器４１は、光増幅媒質４２と励起装置４３と で構成されている。光増幅器４１の光増幅媒質４２には希土類元素添加光ファイ バや半導体レ−ザが用いられる。励起装置４３としては、使用される光増幅媒質 ４２に応じて、前者では半導体レ−ザ、後者では電流源が用いられる。励起装置 ４３は光増幅媒質４２に励起電力を供給し、光増幅媒質６は供給された励起電力 によって入力光（受信光）を増幅して出力する。この光増幅器４１の出力光信号 は、図８に示される受信回路５１により、増幅された電気信号として取り出され る。 Conventionally, in the receiving section of the optical transmission system, the optical amplifier 41 shown in FIG. 7 is used to optically amplify the received light. The optical amplifier 41 is composed of an optical amplification medium 42 and a pumping device 43. As the optical amplification medium 42 of the optical amplifier 41, a rare earth element-doped optical fiber or a semiconductor laser is used. As the pumping device 43, a semiconductor laser is used in the former case and a current source is used in the latter case, depending on the optical amplification medium 42 used. The pumping device 43 supplies pumping power to the optical amplification medium 42, and the optical amplification medium 6 amplifies input light (received light) by the supplied pumping power and outputs it. The output optical signal of the optical amplifier 41 is taken out as an amplified electric signal by the receiving circuit 51 shown in FIG.
【０００３】 図８において前記光増幅器４１の出力光信号は、受光素子５２で電気信号に変 換され増幅回路５３に入力される。増幅回路５３は帰還抵抗値に対応した電圧値 を出力する。検出回路５４は、増幅回路５３の出力電圧をピ−ク検出、あるいは 尖頭値検出によって検出し、その検出信号と基準値とを比較し、検出信号が基準 値よりも大きいときにはスイッチ回路５５をオンに、それ以外のときはオフにす る制御を行う。たとえば、増幅回路５３への入力信号が大入力のときには出力が 大きくなるので、検出回路５４はスイッチ回路５５をオンに切り換える。その結 果、帰還抵抗値は二つの抵抗５６，５７の並列値となり、帰還抵抗値が小さくな るので増幅回路５３が飽和することなく出力信号が取り出せる。また、入力信号 が小さいときにはスイッチ回路５５はオフになっているので、帰還抵抗は抵抗５ ６だけとなり利得を大きくすることができる。In FIG. 8, an optical signal output from the optical amplifier 41 is converted into an electric signal by a light receiving element 52 and input to an amplifier circuit 53. The amplifier circuit 53 outputs a voltage value corresponding to the feedback resistance value. The detection circuit 54 detects the output voltage of the amplification circuit 53 by peak detection or peak value detection and compares the detection signal with a reference value. When the detection signal is larger than the reference value, the switch circuit 55 is activated. Control to turn on, otherwise turn off. For example, when the input signal to the amplifier circuit 53 is a large input, the output becomes large, so the detection circuit 54 switches the switch circuit 55 on. As a result, the feedback resistance value becomes the parallel value of the two resistors 56 and 57, and the feedback resistance value becomes smaller, so that the output signal can be taken out without saturating the amplifier circuit 53. Further, since the switch circuit 55 is off when the input signal is small, the feedback resistance is only the resistance 56, and the gain can be increased.
【０００４】[0004]
しかしながら、図７に示した従来の光増幅器４１は、入力光によって増幅利得 が変化するため、常に一定の増幅利得を得ることができない。そのため、光増幅 器４１に接続する装置のレベル設計が難しくなる。 However, the conventional optical amplifier 41 shown in FIG. 7 cannot always obtain a constant amplification gain because the amplification gain changes depending on the input light. Therefore, it becomes difficult to design the level of the device connected to the optical amplifier 41.
【０００５】 また、図８の受信回路５１は、受光素子５２の後段に設けられた増幅回路５３ の出力電圧に応じてその帰還抵抗値を制御することによりダイナミックレンジを 広くしているが、帰還抵抗値が小さくなった場合、負帰還量の増大により、周波 数応答にピ−キングを生じたり、さらに発振が生じるなど、周波数特性が不安定 になる問題があった。The receiving circuit 51 shown in FIG. 8 has a wide dynamic range by controlling its feedback resistance value in accordance with the output voltage of the amplifier circuit 53 provided in the subsequent stage of the light receiving element 52. When the resistance value becomes small, there is a problem that the frequency characteristics become unstable, such as the peaking of the frequency response and the occurrence of oscillation due to an increase in the amount of negative feedback.
【０００６】 本考案の目的は、増幅利得を一定に保つことのできる光増幅装置並びに周波数 特性の安定したダイナミックレンジの広い光受信装置を提供し、併せて光増幅器 を光受信器の前置増幅器として用い、光受信器の受光電力を一定に保つことので きる光伝送システムを提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical amplifier device capable of keeping an amplification gain constant and an optical receiver device having a wide dynamic range with stable frequency characteristics. At the same time, an optical amplifier is used as a preamplifier for an optical receiver. It is intended to provide an optical transmission system which can be used as a device and can keep the received power of the optical receiver constant.
【０００７】[0007]
上記目的を達成するために創案された本考案の光増幅装置には次の三つの態様 がある。 The optical amplifying device of the present invention, which was devised to achieve the above object, has the following three modes.
【０００８】 第１の態様は、入力光を２つに分岐するための光分岐器と、分岐された一方の 光を光増幅するための光増幅器と、分岐された他方の光の強度を検出するための 光強度検出回路と、その光強度検出値に基いて前記光増幅器の増幅利得を制御す る制御回路とを備えて構成されるものである。A first mode is an optical branching device for branching input light into two, an optical amplifier for optically amplifying one of the branched lights, and an intensity of the other branched light. And a control circuit for controlling the amplification gain of the optical amplifier based on the detected light intensity value.
【０００９】 第２の態様は、入力光を光増幅するための光増幅器と、その光増幅器の出力光 を２つに分岐するための光分岐器と、分岐された一方の光の強度を検出するため の光強度検出回路と、その光強度検出値に基いて前記光増幅器の増幅利得を制御 する制御回路とを備えて構成されるものである。A second aspect is an optical amplifier for optically amplifying input light, an optical branching device for branching the output light of the optical amplifier into two, and an intensity of one of the branched lights is detected. And a control circuit for controlling the amplification gain of the optical amplifier based on the detected light intensity value.
【００１０】 第３の態様は、上記第１，第２の光増幅装置に自身の構成素子を保護するため の回路を付加したものであり、光増幅媒質とこれを励起するための励起装置とか らなる光増幅器と、前記光増幅媒質の入，出力光の少なくとも一方の光強度を検 出するための光強度検出回路と、その光強度検出値に基づいて前記励起装置の励 起電力強度を制御する制御回路と、前記励起電力強度を監視する監視回路と、そ の監視結果に基づき前記励起電力強度を基準値以下に制限するように前記制御回 路を動作させる励起電力制限回路とをそなえて構成されるものである。A third aspect is one in which a circuit for protecting its constituent elements is added to the above-mentioned first and second optical amplifying devices, and an optical amplifying medium and a pumping device for pumping the medium are provided. An optical amplifier, an optical intensity detection circuit for detecting the optical intensity of at least one of the input light and the output light of the optical amplification medium, and the excitation power intensity of the excitation device based on the optical intensity detection value. A control circuit for controlling, a monitoring circuit for monitoring the excitation power intensity, and an excitation power limiting circuit for operating the control circuit so as to limit the excitation power intensity to a reference value or less based on the monitoring result. It is composed of
【００１１】 次に、本考案の光受信装置は、入力光を光増幅するための光増幅器と、該光増 幅器の出力光を電気信号に変換するための受光素子と、その受光素子の出力電気 信号を増幅して出力するための増幅回路と、その受光素子の出力電気信号の平均 値に基いて前記光増幅器の増幅利得を制御する制御回路とを備えて構成されるも のである。Next, the optical receiver of the present invention comprises an optical amplifier for optically amplifying the input light, a light receiving element for converting the output light of the optical amplifier into an electric signal, and a light receiving element for the light receiving element. It comprises an amplifier circuit for amplifying and outputting the output electric signal, and a control circuit for controlling the amplification gain of the optical amplifier based on the average value of the output electric signal of the light receiving element.
【００１２】 次に、本考案の光伝送システムは、光送信器と光受信器とを結ぶ光伝送路の途 中に、光増幅媒質とその励起装置とからなる光増幅器を設けて構築される光伝送 システムにおいて、前記光受信器の受光電力の平均値を検出する受光電力検出回 路と、この検出結果に基づいて前記励起装置の励起電力を制御するための制御信 号を発生する制御信号発生回路と、制御信号発生回路からの制御信号を光信号に 変換する制御信号用光送信器と、制御信号用光送信器からの制御信号光を前記光 伝送路に結合させる光結合器と、前記制御信号光を前記光伝送路から分岐させる 光分岐器と、分岐された制御信号光を電気信号に変換する制御信号用光受信器と 、その制御信号用光受信器からの信号に基いて前記励起装置の励起電力を制御す る励起電力制御回路とを備えて構成されるものである。Next, the optical transmission system of the present invention is constructed by providing an optical amplifier including an optical amplification medium and its pumping device in the optical transmission line connecting the optical transmitter and the optical receiver. In an optical transmission system, a received light power detection circuit that detects an average value of received power of the optical receiver, and a control signal that generates a control signal for controlling the excited power of the pumping device based on the detection result. A generation circuit, a control signal optical transmitter for converting the control signal from the control signal generation circuit into an optical signal, and an optical coupler for coupling the control signal light from the control signal optical transmitter to the optical transmission line, An optical branching device for branching the control signal light from the optical transmission line, a control signal optical receiver for converting the branched control signal light into an electric signal, and a signal from the control signal optical receiver Controlling the pump power of the pump device And an excitation power control circuit.
【００１３】[0013]
第１の態様の光増幅装置によれば、入力光は光分岐器で２つに分岐され、一方 は光増幅器で増幅されて出力され、他方は光強度検出回路へ入力されてその強度 が検出される。光増幅器の増幅利得は入力される光の強度と励起強度とに影響さ れるので、光強度検出回路の検出値に基き制御回路が光増幅器の励起強度を調節 することにより光増幅器の増幅利得を一定に制御することができる。 According to the optical amplifying device of the first aspect, the input light is split into two by the optical splitter, one is amplified by the optical amplifier and output, and the other is input to the light intensity detection circuit to detect its intensity. To be done. Since the amplification gain of the optical amplifier is affected by the intensity of the input light and the pumping intensity, the control circuit adjusts the pumping intensity of the optical amplifier based on the detection value of the light intensity detection circuit to adjust the amplification gain of the optical amplifier. It can be controlled to be constant.
【００１４】 第２の態様の光増幅装置によれば、光増幅器の出力光は光分岐器で２つに分岐 され、一方は増幅された出力信号として出力され、他方は光強度検出回路へ入力 されてその強度が検出される。したがって、光強度検出回路の検出値に基き制御 回路が光増幅器の励起強度を調節することにより光増幅器の増幅利得を一定に制 御することができる。この場合、光強度検出回路によって直接光増幅器の出力強 度が検出されるので、その検出強度が一定となるよう光増幅器を制御すれば最も 効果的である。According to the optical amplifying device of the second aspect, the output light of the optical amplifier is split into two by the optical branching device, one is output as an amplified output signal, and the other is input to the light intensity detection circuit. The intensity is detected. Therefore, the amplification gain of the optical amplifier can be controlled to be constant by the control circuit adjusting the pumping intensity of the optical amplifier based on the detection value of the optical intensity detection circuit. In this case, since the output intensity of the optical amplifier is directly detected by the optical intensity detection circuit, it is most effective to control the optical amplifier so that the detected intensity is constant.
【００１５】 第３の態様の光増幅装置によれば、励起装置の励起電力強度が監視回路によっ て監視され、その監視結果が予め設定された基準値を越えると、励起電力制限回 路から制御回路へ制御信号が出され、励起装置の電流値を制限するように制御回 路の動作が制御される。その結果、励起装置から出力される励起電力が基準値以 下に制限される。かくして励起装置および励起媒質が過大入力となることによる 装置の破損が未然に防止される。According to the optical amplifying device of the third aspect, the pumping power intensity of the pumping device is monitored by the monitoring circuit, and when the monitoring result exceeds the preset reference value, the pumping power limiting circuit is operated. A control signal is output to the control circuit, and the operation of the control circuit is controlled so as to limit the current value of the exciter. As a result, the excitation power output from the excitation device is limited below the reference value. Thus, damage to the device due to excessive input of the excitation device and the excitation medium is prevented.
【００１６】 次に、上記のように構成される本考案の光受信装置によれば、入力光（受信光 ）は光増幅器で光増幅され、これが受光素子で電気信号に変換されたのち増幅回 路で増幅されて出力される。受光素子の出力電気信号強度は光増幅器の出力光の 強度によって変化するので、受光素子の出力電気信号の平均値を検出し、その値 に基いて受光素子へ入力される光信号強度が一定となるように光増幅器の増幅利 得を制御すれば、増幅回路に入力される電気信号振幅を常に一定とすることがで き、増幅回路の周波数特性を安定化することができる。Next, according to the optical receiver of the present invention configured as described above, the input light (received light) is optically amplified by the optical amplifier, converted into an electric signal by the light receiving element, and then amplified. It is amplified and output on the road. Since the output electric signal intensity of the light receiving element changes depending on the intensity of the output light of the optical amplifier, the average value of the output electric signal of the light receiving element is detected and the optical signal intensity input to the light receiving element is determined based on that value. If the amplification gain of the optical amplifier is controlled so that the electric signal amplitude input to the amplification circuit can be kept constant, the frequency characteristic of the amplification circuit can be stabilized.
【００１７】 次に、上記のように構成される本考案の光伝送システムによれば、光送信器か ら出力され光伝送路中を減衰しながら伝搬する信号光が光増幅器により増幅され て光受信器へ入力される。この光受信器による受光電力の平均値は受光電力検出 回路によって検出される。制御信号発生回路はその検出値に基いて、光受信器へ 入力される光信号強度が一定となるように励起装置の励起電力を制御する制御信 号を発生する。制御信号発生回路からの制御信号は制御信号用光送信器で光信号 に変換され、光結合器によって光伝送路に送出される。光伝送路に送出された制 御信号光は光分岐器によって光伝送路から分岐され制御信号用光受信器に入力さ れる。制御信号用光受信器は入力光信号を電気信号に変換して励起電力制御回路 へ出力する。励起電力制御回路は受け取った制御信号を基に励起装置の励起電力 を制御する。このように制御信号発生回路からの制御信号に基いて励起電力を制 御することにより、光受信器の受光電力を予め設定した一定値とすることができ る。この光伝送システムは光受信器の受光素子の特性や光増幅器の性能によらず 、簡単な構成で光受信器の受光電力を必要な一定値に設定することができるので 、システムを設計する上での制約が少なく、拡張性に優れている。Next, according to the optical transmission system of the present invention configured as described above, the signal light output from the optical transmitter and propagating while being attenuated in the optical transmission line is amplified by the optical amplifier and is transmitted to the optical amplifier. Input to the receiver. The average value of the received power by this optical receiver is detected by the received power detection circuit. Based on the detected value, the control signal generation circuit generates a control signal for controlling the excitation power of the excitation device so that the optical signal intensity input to the optical receiver becomes constant. The control signal from the control signal generation circuit is converted into an optical signal by the control signal optical transmitter, and sent out to the optical transmission line by the optical coupler. The control signal light sent to the optical transmission line is branched from the optical transmission line by the optical branching device and input to the control signal optical receiver. The control signal optical receiver converts the input optical signal into an electrical signal and outputs it to the pump power control circuit. The excitation power control circuit controls the excitation power of the excitation device based on the received control signal. By controlling the excitation power based on the control signal from the control signal generation circuit in this way, the received light power of the optical receiver can be set to a preset constant value. In this optical transmission system, the received light power of the optical receiver can be set to the required constant value with a simple configuration regardless of the characteristics of the light receiving element of the optical receiver and the performance of the optical amplifier. There are few restrictions in and it is excellent in expandability.
【００１８】[0018]
次に、本考案の実施例について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
【００１９】 図１に上記第１の態様の光増幅装置の一実施例を示す。この光増幅装置の入力 側には入力光を２分岐する光分岐器３が設けられており、光分岐器３の一方の出 力は光増幅器８の光増幅媒質１に接続され、他方の出力は光強度検出回路４と励 起電力制御回路５とを介して光増幅器８の励起装置２に接続されている。すなわ ちこの構成では、光分岐器３で分岐された一方の入力光は光増幅媒質１で光増幅 されて出力され、他方の入力光は光強度検出回路４に入力される。光強度検出回 路４は入力された光を電気信号に変換してその強度を検出する。励起電力制御装 置５は、光強度検出回路４によって検出された光の強さに応じて光増幅媒質１の 増幅利得を一定に保つように励起装置２の励起電力を制御する。FIG. 1 shows an embodiment of the optical amplifying device of the first aspect. An optical branching device 3 for branching the input light into two is provided on the input side of this optical amplifying device. One output of the optical branching device 3 is connected to the optical amplification medium 1 of the optical amplifier 8 and the other output is output. Is connected to the excitation device 2 of the optical amplifier 8 via the light intensity detection circuit 4 and the excitation power control circuit 5. That is, in this configuration, one input light branched by the optical branching device 3 is optically amplified by the optical amplification medium 1 and output, and the other input light is input to the light intensity detection circuit 4. The light intensity detection circuit 4 converts the input light into an electric signal and detects its intensity. The pumping power control device 5 controls the pumping power of the pumping device 2 so as to keep the amplification gain of the optical amplification medium 1 constant according to the intensity of the light detected by the light intensity detection circuit 4.
【００２０】 入力光が大きくなると、利得飽和によって、増幅利得は低下し、入力光が小さ いときは、増幅利得は大きくなる。そこで、励起電圧制御装置５は所望の増幅利 得を得るときの入力光強度に対して、入力強度が大きいときには、励起電力を高 め、逆に小さいときには励起電力を低くすることによって、光増幅媒質１の増幅 利得を一定に制御する。When the input light becomes large, the amplification gain decreases due to gain saturation, and when the input light is small, the amplification gain becomes large. Therefore, the pumping voltage control device 5 increases the pumping power when the input intensity is large with respect to the input light intensity when the desired amplification gain is obtained, and conversely, when the input intensity is small, lowers the pumping power, thereby optimizing the optical amplification. The amplification gain of the medium 1 is controlled to be constant.
【００２１】 図２に上記第２の態様の光増幅装置の一実施例を示す。この光増幅装置の出力 側には光増幅器８の光増幅媒質１の出力光を２分岐する光分岐器３が設けられて いる。この場合、光分岐器３の一方の出力は本装置の出力を構成し、他方の出力 は光強度検出回路４と励起電力制御回路５とを介して光増幅器８の励起装置２に 接続されている。FIG. 2 shows an embodiment of the optical amplifying device of the second aspect. An optical branching device 3 for branching the output light of the optical amplifying medium 1 of the optical amplifier 8 is provided on the output side of this optical amplifying device. In this case, one output of the optical branching device 3 constitutes the output of this device, and the other output is connected to the pumping device 2 of the optical amplifier 8 via the light intensity detection circuit 4 and the pumping power control circuit 5. There is.
【００２２】 光増幅器８はその入力光を光増幅媒質１によって増幅して出力する。この増幅 利得は、励起装置２の励起電力によって決定される。光増幅媒質１の出力光は光 分岐器３で２分岐され、その一方は増幅された光信号として出力され、他方は光 強度検出回路４に入力される。光強度検出回路４は入力された光を電気信号に変 換しその強度を検出する。励起電力制御回路５は、光強度検出回路４によって検 出される光の強さが一定に保持されるように励起装置２の励起電力を制御する。The optical amplifier 8 amplifies the input light by the optical amplification medium 1 and outputs it. This amplification gain is determined by the pump power of the pump device 2. The output light of the optical amplification medium 1 is branched into two by the optical branching device 3, one of which is output as an amplified optical signal and the other is input to the light intensity detection circuit 4. The light intensity detection circuit 4 converts the input light into an electric signal and detects its intensity. The excitation power control circuit 5 controls the excitation power of the excitation device 2 so that the intensity of the light detected by the light intensity detection circuit 4 is kept constant.
【００２３】 つまり、励起電力制御装置５は出力として必要な光強度に対して、光強度検出 回路４で検出される光強度が小さいときは、励起電力を高く設定する。その結果 、光増幅媒質１の増幅利得が増加して光増幅媒質１の出力が大きくなる。逆に光 強度検出回路４で検出される光強度が大きいとき励起電力制御回路５は、励起電 力を低く設定し、その結果、光増幅媒質１の増幅利得が減少して光増幅媒質１の 出力が小さくなる。この制御を繰り返すことによって、光増幅装置は一定強度の 安定した光出力を出力する。That is, the pump power controller 5 sets the pump power to be high when the light intensity detected by the light intensity detection circuit 4 is smaller than the light intensity required as the output. As a result, the amplification gain of the optical amplification medium 1 increases and the output of the optical amplification medium 1 increases. On the contrary, when the light intensity detected by the light intensity detection circuit 4 is high, the pump power control circuit 5 sets the pump power to a low level, and as a result, the amplification gain of the optical amplification medium 1 decreases and the optical amplification medium 1 Output becomes smaller. By repeating this control, the optical amplifier outputs a stable optical output with a constant intensity.
【００２４】 図３に上記第３の態様の光増幅装置の一実施例を示す。この装置は図２の光増 幅装置に励起装置２の励起電力強度を監視する監視回路１３と、その監視結果に 基づき励起電力強度を基準値以下に制限するように励起電力制御回路５を動作さ せる励起電力制限回路１４とを付加したものである。これら監視回路１３並びに 励起電力制限回路１４は光増幅媒質１及び励起装置２を保護するために付加され たものである。励起装置２は、光増幅媒質１が半導体のときは電流源で構成され 、希土類添加光ファイバのときは半導体レ−ザで構成される。つまり励起電力制 御回路５は半導体レ−ザあるいは電流源の電流値を制御する回路である。FIG. 3 shows an embodiment of the optical amplifying device of the third aspect. In this device, a monitoring circuit 13 for monitoring the pumping power intensity of the pumping device 2 in the optical amplification device of FIG. The excitation power limiting circuit 14 is added. The monitoring circuit 13 and the pumping power limiting circuit 14 are added to protect the optical amplification medium 1 and the pumping device 2. The pumping device 2 is composed of a current source when the optical amplification medium 1 is a semiconductor, and is composed of a semiconductor laser when it is a rare earth-doped optical fiber. That is, the excitation power control circuit 5 is a circuit for controlling the current value of the semiconductor laser or the current source.
【００２５】 監視回路１３は励起装置２の励起電力を監視し、監視結果を電気信号に変換し て励起電力制限回路１４に与える。励起電力制限回路１４は監視結果が予め設定 されている基準電力よりも大きくなったら、励起電力制御回路５に制御信号を与 えて励起装置２の電流値を制限する。その結果、励起装置２から出力される励起 電力は所定値以下に制限される。これにより、励起装置２に入力される電流およ び光増幅媒質１に入力される励起パワ−の過大入力を防ぎ、これらの素子の破損 を防ぐことができる。The monitoring circuit 13 monitors the pumping power of the pumping device 2, converts the monitoring result into an electric signal, and supplies it to the pumping power limiting circuit 14. When the monitoring result becomes larger than the preset reference power, the excitation power limiting circuit 14 gives a control signal to the excitation power control circuit 5 to limit the current value of the excitation device 2. As a result, the excitation power output from the excitation device 2 is limited to a predetermined value or less. As a result, it is possible to prevent the current input to the pumping device 2 and the excessive input of the pumping power input to the optical amplification medium 1, and to prevent damage to these elements.
【００２６】 図４に上記第３の態様の光増幅器の他の実施例を示す。これは、後方励起法の ファイバ型光増幅器に本発明を適用したものである。励起装置２の励起手段には 半導体レ−ザ１５が用いられている。半導体レ−ザ１５による励起パワ−は、光 増幅媒質１と光分岐器３との間に設けられた光結合器１６を介して光増幅媒質１ に与えられる。光増幅媒質１は入力光の強度と与えられた励起パワ−に応じて入 力光を増幅し出力する。光増幅媒質１の出力光は光分岐器３で２分岐され、その 一方は増幅された光信号として出力され、他方は光強度検出回路４に入力される 。光強度検出回路４は入力光を電気信号に変換しその強度を検出する。励起電力 制御回路５は、光強度検出回路４によって検出された電気信号の平均値を検出し 、あらかじめ設定されている基準信号と比較、誤差増幅することにより、光強度 検出回路４へ入力される光信号強度が一定となるように半導体レ−ザ１５の入力 電流を制御する。励起電力を監視する監視回路には励起装置２に内蔵されている モニタ用受光素子１７が用いられている。このモニタ用受光素子１７によって励 起電力強度が検出され、その検出結果が励起電力制限回路１４に与えられる。励 起電力制限回路１４は得られた検出結果が予め設定されている基準値を越えた場 合、励起電力制御回路５に制御信号を与えて半導体レ−ザ１５の入力電流を制限 する。その結果、半導体レ−ザ１５の過大入力並びに過大出力を防ぐことができ る。FIG. 4 shows another embodiment of the optical amplifier of the third aspect. This is an application of the present invention to a fiber optical amplifier of the backward pumping method. A semiconductor laser 15 is used as the excitation means of the excitation device 2. The pumping power by the semiconductor laser 15 is given to the optical amplifying medium 1 via the optical coupler 16 provided between the optical amplifying medium 1 and the optical branching device 3. The optical amplification medium 1 amplifies and outputs the input light according to the intensity of the input light and the given pump power. The output light of the optical amplification medium 1 is split into two by the optical branching device 3, one of which is output as an amplified optical signal, and the other is input to the light intensity detection circuit 4. The light intensity detection circuit 4 converts the input light into an electric signal and detects its intensity. The excitation power control circuit 5 detects the average value of the electric signal detected by the light intensity detection circuit 4, compares it with a preset reference signal, and amplifies the error to input to the light intensity detection circuit 4. The input current of the semiconductor laser 15 is controlled so that the optical signal intensity becomes constant. The monitoring light-receiving element 17 built in the excitation device 2 is used as a monitoring circuit for monitoring the excitation power. The excitation light intensity is detected by the monitor light receiving element 17, and the detection result is given to the excitation power limiting circuit 14. When the obtained detection result exceeds a preset reference value, the exciting power limiting circuit 14 gives a control signal to the exciting power control circuit 5 to limit the input current of the semiconductor laser 15. As a result, it is possible to prevent excessive input and excessive output of the semiconductor laser 15.
【００２７】 図５に本考案の光受信装置の一実施例を示す。この光受信装置は、入力光（受 信光）を光増幅するための光増幅器８と、光増幅器８の出力光を電気信号に変換 するための受光素子９と、受光素子９の出力電気信号を増幅するための増幅回路 １０と、受光素子９の出力電気信号に基いて光増幅器８の増幅利得を制御する励 起電力制御回路１１とを備えて構成されている。受光素子９の出力は増幅回路１ ０と励起電力制御回路１１とに２分岐接続され、増幅回路１０の入力側には適当 な容量のコンデンサ６が設けられている。増幅回路１０には、帰還抵抗１２が並 列に設けられている。光増幅器８の構成は図１，図２のものと同様であり、励起 電力制御回路１１は光増幅器８の励起装置２に接続されている。FIG. 5 shows an embodiment of the optical receiver of the present invention. This optical receiver includes an optical amplifier 8 for optically amplifying input light (received light), a light receiving element 9 for converting output light of the optical amplifier 8 into an electric signal, and an output electric signal of the light receiving element 9. An amplification circuit 10 for amplification and an excitation power control circuit 11 for controlling the amplification gain of the optical amplifier 8 based on the output electric signal of the light receiving element 9 are provided. The output of the light receiving element 9 is connected in two branches to the amplifier circuit 10 and the excitation power control circuit 11, and a capacitor 6 having an appropriate capacity is provided on the input side of the amplifier circuit 10. Feedback resistors 12 are provided in parallel in the amplifier circuit 10. The configuration of the optical amplifier 8 is similar to that of FIGS. 1 and 2, and the pumping power control circuit 11 is connected to the pumping device 2 of the optical amplifier 8.
【００２８】 光増幅器８は、入力された光信号を増幅媒質１によって光増幅して出力する。 その増幅利得は励起装置２の励起電力と入力光信号強度とによって決定される。 受光素子９は光増幅器８の出力光信号を受光し電流に変換する。励起電力制御回 路１１は、受光素子９によって変換された電流の平均値を検出し、予め設定され ている基準信号と比較、誤差増幅することにより、受光素子９へ入力される光信 号強度が一定となるように励起装置２の励起電力を制御する。かくして受光素子 ２の後段に接続されている増幅回路１０に入力される電気信号振幅は常に一定と なり、増幅回路１０の周波数特性が安定するので、ダイナミックレンジの広い光 受信装置が実現される。The optical amplifier 8 optically amplifies the input optical signal by the amplification medium 1 and outputs it. The amplification gain is determined by the pumping power of the pumping device 2 and the input optical signal strength. The light receiving element 9 receives the optical signal output from the optical amplifier 8 and converts it into a current. The excitation power control circuit 11 detects the average value of the electric current converted by the light receiving element 9, compares it with a preset reference signal, and amplifies the error so that the optical signal intensity input to the light receiving element 9 is increased. The pumping power of the pumping device 2 is controlled so as to be constant. Thus, the electric signal amplitude input to the amplifier circuit 10 connected to the subsequent stage of the light receiving element 2 is always constant, and the frequency characteristic of the amplifier circuit 10 is stabilized, so that an optical receiver having a wide dynamic range is realized.
【００２９】 図６に本考案の光伝送システムの一実施例を示す。この光伝送システムは、光 送信装置１８と光受信装置１９とを結ぶ光伝送路２０の途中に、光増幅装置２１ を設けて構成されている。光送信装置１８は公知の装置であり、電気信号を光信 号に変換して光伝送路２０へ送出する。光受信装置１９は、信号光を電気信号に 変換する光受信器２２と、光受信器２２の受光電力の平均値を検出する受光電力 検出回路２３と、この検出結果に基づいて励起電力制御信号を発生する制御信号 発生回路２４と、制御信号発生回路２４からの制御信号を光信号に変換する制御 信号用光送信器２５と、制御信号用光送信器２５からの制御信号光を光伝送路２ ０に結合させる光結合器２６とにより構成されている。光増幅装置２１は、光送 信装置１８より伝送されてきた光を増幅する光増幅媒質１と、これに励起電力を 供給する励起装置２と、前記制御信号光を光伝送路２０から分岐させる光分岐器 ２７と、分岐された制御信号光を電気信号に変換する制御信号用光受信器２８と 、その光受信器２８からの信号に基いて励起装置２の励起電力を制御する励起電 力制御回路５とにより構成されている。FIG. 6 shows an embodiment of the optical transmission system of the present invention. This optical transmission system is configured by providing an optical amplifier 21 in the middle of an optical transmission line 20 connecting an optical transmitter 18 and an optical receiver 19. The optical transmitter 18 is a known device, which converts an electric signal into an optical signal and sends it to the optical transmission line 20. The optical receiver 19 includes an optical receiver 22 that converts signal light into an electric signal, a received light power detection circuit 23 that detects an average value of received power of the optical receiver 22, and an excitation power control signal based on the detection result. For generating a control signal, a control signal optical transmitter 25 for converting a control signal from the control signal generation circuit 24 into an optical signal, and a control signal light from the control signal optical transmitter 25 for transmitting an optical transmission line. It is composed of an optical coupler 26 for coupling to 20. The optical amplifying device 21 branches the control signal light from the optical amplifying medium 1 for amplifying the light transmitted from the optical transmitting device 18, the pumping device 2 for supplying pumping power to the medium, and the control signal light from the optical transmission line 20. Optical branching device 27, control signal optical receiver 28 for converting the branched control signal light into an electric signal, and pumping power for controlling pumping power of pumping device 2 based on the signal from optical receiver 28. And the control circuit 5.
【００３０】 光送信装置１９から出力された信号光は光伝送路２０中を減衰しながら伝搬す る。その信号光が光増幅装置２１に入力されると、光増幅媒質１は入力光の強度 と励起電力に応じて入力信号光を増幅し出力する。増幅出力された信号光は光伝 送路２０を通って光受信装置１９の光受信器２２に入力される。光受信器２２は 光信号を電気信号に変換し出力する。受光電力検出回路２３は光受信器２２の受 光電力の平均値を検出する。制御信号発生回路２４は、受光電力検出回路２３に よって検出された結果と予め設定された基準値とが等しくなるように励起電力を 制御する制御信号を出力する。制御信号用光送信器２５は、制御信号発生回路２ ４からの制御信号を光信号に変換して出力する。この制御信号光は光結合器２６ によって光伝送路２０に送出される。光伝送路２０に送出されて伝搬する制御信 号光は光分岐器２７によって光伝送路２０から分岐され制御信号用光受信器２８ に入力される。制御信号用光受信器２８は入力光信号を電気信号に変換して励起 電力制御回路５へ出力する。励起電力制御回路５は受け取った制御信号を基に励 起装置２の励起電力を制御する。このように制御信号発生回路２４からの制御信 号に基いて励起電力を制御し、光増幅媒質１の出力信号光の強度を変化させるこ とによって、光受信器２２では予め設定した受光電力が得られることになる。こ のシステム構成によれば、光増幅装置２１への励起電力制御信号の伝送媒体とし て本来の光信号伝送用の光伝送路２０を利用するので、制御信号伝送用に新たな 線路を構築する必要がない。光増幅装置２１の出力光は光伝送路２０で減衰され て光受信器２２に入力されるので、光受信器２２を構成する受光素子のダイナミ ックレンジをさほど広くする必要はない。The signal light output from the optical transmitter 19 propagates in the optical transmission line 20 while being attenuated. When the signal light is input to the optical amplification device 21, the optical amplification medium 1 amplifies and outputs the input signal light according to the intensity of the input light and the excitation power. The amplified signal light is input to the optical receiver 22 of the optical receiver 19 through the optical transmission path 20. The optical receiver 22 converts an optical signal into an electric signal and outputs it. The received light power detection circuit 23 detects the average value of the received light power of the optical receiver 22. The control signal generation circuit 24 outputs a control signal for controlling the excitation power so that the result detected by the received light power detection circuit 23 becomes equal to the preset reference value. The control signal optical transmitter 25 converts the control signal from the control signal generation circuit 24 into an optical signal and outputs it. The control signal light is sent to the optical transmission line 20 by the optical coupler 26. The control signal light which is sent out and propagates in the optical transmission line 20 is branched from the optical transmission line 20 by the optical branching device 27 and input to the control signal optical receiver 28. The control signal optical receiver 28 converts the input optical signal into an electric signal and outputs the electric signal to the pump power control circuit 5. The excitation power control circuit 5 controls the excitation power of the exciter 2 based on the received control signal. In this way, by controlling the pumping power based on the control signal from the control signal generating circuit 24 and changing the intensity of the output signal light of the optical amplifying medium 1, the light receiving power in the optical receiver 22 is preset. Will be obtained. According to this system configuration, since the original optical transmission line 20 for optical signal transmission is used as a transmission medium for the pump power control signal to the optical amplification device 21, a new line is constructed for control signal transmission. No need. The output light of the optical amplifier device 21 is attenuated in the optical transmission line 20 and input to the optical receiver 22, so that it is not necessary to widen the dynamic range of the light receiving element forming the optical receiver 22.
【００３１】 なお、光増幅装置２１と光受信装置１９とを光導波路で結ばず、図５の光増幅 媒質１と受光素子９のように両者を接近させ、空間伝送によって信号の受け渡し が行えるようにすることも可能である。この場合、励起電力を抑えることによっ て構成部品の寿命を延ばすことができるだけでなく、消費電力を抑えることがで き、コスト削減に繋がる。It should be noted that the optical amplifying device 21 and the optical receiving device 19 are not connected by an optical waveguide, but they are brought close to each other like the optical amplifying medium 1 and the light receiving element 9 in FIG. 5 so that signals can be delivered and received by spatial transmission. It is also possible to In this case, by suppressing the excitation power, not only the life of the component can be extended, but also the power consumption can be suppressed, which leads to cost reduction.
【００３２】[0032]
以上要するに本考案によれば、次の如き優れた効果を発揮できる。 In summary, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
【００３３】 (1) 請求項１記載の光増幅装置によれば、光増幅器の増幅利得をその入力光の強 度に基いて制御するようにしたので、光入力が変動しても、常に一定の増幅利得 を得ることができる。(1) According to the optical amplifying device of the first aspect, since the amplification gain of the optical amplifier is controlled based on the intensity of the input light, it is always constant even if the optical input changes. The amplification gain of can be obtained.
【００３４】 (2) 請求項２記載の光増幅装置によれば、光増幅器の増幅利得をその出力光の強 度に基いて制御するようにしたので、光入力が変動しても、常に一定の光出力で 出力を行うことができる。(2) According to the optical amplifying device of the second aspect, since the amplification gain of the optical amplifier is controlled based on the intensity of the output light, it is always constant even if the optical input changes. Output can be performed with the optical output of.
【００３５】 (3) 請求項３記載の光増幅装置によれば、励起電力強度を監視し、励起電力強度 を基準値以下に制限するように励起電力制御回路を動作させるようにしたので、 構成素子への過大入力を防ぐことができる。(3) According to the optical amplifying device of the third aspect, the pumping power intensity is monitored, and the pumping power control circuit is operated so as to limit the pumping power intensity to the reference value or less. It is possible to prevent excessive input to the element.
【００３６】 (4) 請求項４記載の光受信装置によれば、光増幅器が常に一定の光出力を出力す るため、増幅回路に入力される電力は一定となり、利得飽和を防ぎ周波数特性を 安定化することができる。したがって、光受信装置としてのダイナミックレンジ を広くとることができる。(4) According to the optical receiver of claim 4, since the optical amplifier always outputs a constant optical output, the power input to the amplifier circuit becomes constant, which prevents gain saturation and prevents frequency characteristics. Can be stabilized. Therefore, the dynamic range of the optical receiver can be widened.
【００３７】 (5) 請求項５記載の光伝送システムによれば、光伝送路の途中に光増幅器を設け 、光受信装置からの制御信号に基づいて光増幅器の励起電力を制御するようにし たので、光受信器の受光素子の特性や光増幅器の性能によらず、光受信器の受光 電力を必要な一定値に設定することができる。(5) According to the optical transmission system of claim 5, an optical amplifier is provided in the middle of the optical transmission line, and the pumping power of the optical amplifier is controlled based on a control signal from the optical receiver. Therefore, the received light power of the optical receiver can be set to a required constant value regardless of the characteristics of the light receiving element of the optical receiver and the performance of the optical amplifier.
【図１】本考案に係る光増幅装置の一実施例を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical amplifier according to the present invention.
【図２】本考案に係る光増幅装置の他の実施例を示す図
である。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the optical amplifying device according to the present invention.
【図３】本考案に係る光増幅装置の他の実施例を示す図
である。FIG. 3 is a view showing another embodiment of the optical amplifying device according to the present invention.
【図４】本考案に係る光増幅装置の他の実施例を示す図
である。FIG. 4 is a view showing another embodiment of the optical amplifying device according to the present invention.
【図５】本考案に係る光受信装置の一実施例を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of an optical receiver according to the present invention.
【図６】本考案に係る光伝送システムの一実施例を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of an optical transmission system according to the present invention.
【図７】従来の光増幅器を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional optical amplifier.
【図８】従来の光受信回路を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional optical receiving circuit.
１ 光増幅媒質 ２ 励起装置 ３ 光分岐器 ４ 光強度検出回路 ５ 励起電力制御回路（制御回路） ８ 光増幅器 ９ 受光素子 １０ 増幅回路 １１ 励起電力制御回路（制御回路） １３ 監視回路 １４ 励起電力制限回路 １５ 半導体レ−ザ １６ 光結合器 １７ モニタ用受光素子 １８ 光送信装置 １９ 光受信装置 ２０ 光伝送路 ２１ 光増幅装置 ２２ 光受信器 ２３ 受光電力検出回路 ２４ 制御信号発生回路 ２５ 制御信号用光送信器 ２６ 光結合器 ２７ 光分岐器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical amplification medium 2 Excitation device 3 Optical branching device 4 Optical intensity detection circuit 5 Excitation power control circuit (control circuit) 8 Optical amplifier 9 Photodetector 10 Amplification circuit 11 Excitation power control circuit (control circuit) 13 Monitoring circuit 14 Excitation power limit Circuit 15 Semiconductor laser 16 Optical coupler 17 Monitor light receiving element 18 Optical transmitter 19 Optical receiver 20 Optical transmission line 21 Optical amplifier 22 Optical receiver 23 Received power detection circuit 24 Control signal generation circuit 25 Control signal light Transmitter 26 Optical coupler 27 Optical splitter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/094 Ｈ０４Ｂ 10/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01S 3/094 H04B 10/16
Claims (5)
と、分岐された一方の光を光増幅するための光増幅器
と、分岐された他方の光の強度を検出するための光強度
検出回路と、その光強度検出値に基いて前記光増幅器の
増幅利得を制御する制御回路とを備えていることを特徴
とする光増幅装置。1. An optical splitter for splitting input light into two, an optical amplifier for optically amplifying one of the split lights, and a light for detecting the intensity of the other split light. An optical amplification apparatus comprising: an intensity detection circuit; and a control circuit that controls the amplification gain of the optical amplifier based on the detected value of the light intensity.
該光増幅器の出力光を２つに分岐するための光分岐器
と、分岐された一方の光の強度を検出するための光強度
検出回路と、その光強度検出値に基いて前記光増幅器の
増幅利得を制御する制御回路とを備えていることを特徴
とする光増幅装置。2. An optical amplifier for optically amplifying input light,
An optical branching device for branching the output light of the optical amplifier into two, a light intensity detecting circuit for detecting the intensity of one of the branched lights, and an optical amplifier of the optical amplifier based on the light intensity detection value. An optical amplifying device, comprising: a control circuit for controlling an amplification gain.
起装置と、前記光増幅媒質の入，出力光の少なくとも一
方の光強度を検出するための光強度検出回路と、その光
強度検出値に基づいて前記励起装置の励起電力強度を制
御する制御回路とを備えた光増幅装置において、前記励
起電力強度を監視する監視回路と、その監視結果に基づ
き前記励起電力強度を基準値以下に制限するように前記
励起電力制御装置を動作させる励起電力制限回路とを具
備したことを特徴とする光増幅装置。3. A light amplification medium, a pumping device for exciting the light amplification medium, a light intensity detection circuit for detecting the light intensity of at least one of input light and output light of the light amplification medium, and its light intensity detection. In an optical amplifying device including a control circuit that controls the pumping power intensity of the pumping device based on a value, a monitoring circuit that monitors the pumping power intensity, and the pumping power intensity below a reference value based on the monitoring result. An optical amplification device comprising: an excitation power limiting circuit that operates the excitation power control device so as to limit the excitation power.
該光増幅器の出力光を電気信号に変換するための受光素
子と、該受光素子の出力電気信号を増幅して出力するた
めの増幅回路と、該受光素子の出力電気信号の平均値に
基いて前記光増幅器の増幅利得を制御する制御回路とを
備えていることを特徴とする光受信装置。4. An optical amplifier for optically amplifying input light,
Based on a light receiving element for converting the output light of the optical amplifier into an electric signal, an amplifier circuit for amplifying and outputting the output electric signal of the light receiving element, and an average value of the output electric signal of the light receiving element An optical receiving apparatus comprising: a control circuit that controls an amplification gain of the optical amplifier.
途中に、光増幅媒質とその励起装置とからなる光増幅器
を設けて構築される光伝送システムにおいて、前記光受
信器の受光電力の平均値を検出する受光電力検出回路
と、この検出結果に基づいて前記励起装置の励起電力を
制御するための制御信号を発生する制御信号発生回路
と、制御信号発生回路からの制御信号を光信号に変換す
る制御信号用光送信器と、制御信号用光送信器からの制
御信号光を前記光伝送路に結合させる光結合器と、前記
制御信号光を前記光伝送路から分岐させる光分岐器と、
分岐された制御信号光を電気信号に変換する制御信号用
光受信器と、その制御信号用光受信器からの信号に基い
て前記励起装置の励起電力を制御する励起電力制御回路
とを備えていることを特徴とする光伝送システム。5. An optical transmission system constructed by providing an optical amplifier comprising an optical amplification medium and a pumping device thereof in the middle of an optical transmission line connecting an optical transmitter and an optical receiver. A received light power detection circuit that detects an average value of received light power, a control signal generation circuit that generates a control signal for controlling the excitation power of the excitation device based on the detection result, and a control signal from the control signal generation circuit Optical signal transmitter for converting the control signal light into an optical signal, an optical coupler for coupling the control signal light from the optical signal transmitter for control to the optical transmission line, and a branch of the control signal light from the optical transmission line Optical splitter
A control signal optical receiver for converting the branched control signal light into an electric signal, and an excitation power control circuit for controlling the excitation power of the excitation device based on the signal from the control signal optical receiver are provided. An optical transmission system characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016392U JPH0567032U (en) | 1991-12-17 | 1992-05-08 | Optical amplifier and optical receiver |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10396091 | 1991-12-17 | ||
| JP3-103960 | 1991-12-17 | ||
| JP3016392U JPH0567032U (en) | 1991-12-17 | 1992-05-08 | Optical amplifier and optical receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567032U true JPH0567032U (en) | 1993-09-03 |
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ID=26368462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016392U Pending JPH0567032U (en) | 1991-12-17 | 1992-05-08 | Optical amplifier and optical receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567032U (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059479A (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical amplifier |
| JP2011064574A (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Device for analyzing polarization state of optical fiber |
| JP2012186433A (en) * | 2011-03-05 | 2012-09-27 | Trimatiz:Kk | Optical amplifier |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP3016392U patent/JPH0567032U/en active Pending
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