JPH0779199A - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
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- JPH0779199A JPH0779199A JP5178075A JP17807593A JPH0779199A JP H0779199 A JPH0779199 A JP H0779199A JP 5178075 A JP5178075 A JP 5178075A JP 17807593 A JP17807593 A JP 17807593A JP H0779199 A JPH0779199 A JP H0779199A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光ダイナミックレンジが大きく、且つ、受
光電力によらずほぼ一定の雑音指数をもつ光ファイバ増
幅器を有する光受信装置を得ることを目的とする。 【構成】 光受信装置の受信入力光と光ファイバの励起
用レーザ2の出力光とを光合波器3で合波してEr光フ
ァイバ1を励起し、その出力光を光フィルタ4を介して
光受信器31に送り、該光受信器31の入力光電力に比
例した電圧を取出し、それが規定電圧を越えたときは負
帰還利得制御により励起光電力を下げて光ファイバ増幅
器30bの利得を下げ出力光電力を所定値以下にし、且
つ、光受信器31から取出した電圧が規定電圧以下のと
きは振幅制限器により上記負帰還の利得制御をせず、E
r光ファイバの励起光電力を一定に維持し光ファイバ増
幅器30bの利得を一定に保つ。
光電力によらずほぼ一定の雑音指数をもつ光ファイバ増
幅器を有する光受信装置を得ることを目的とする。 【構成】 光受信装置の受信入力光と光ファイバの励起
用レーザ2の出力光とを光合波器3で合波してEr光フ
ァイバ1を励起し、その出力光を光フィルタ4を介して
光受信器31に送り、該光受信器31の入力光電力に比
例した電圧を取出し、それが規定電圧を越えたときは負
帰還利得制御により励起光電力を下げて光ファイバ増幅
器30bの利得を下げ出力光電力を所定値以下にし、且
つ、光受信器31から取出した電圧が規定電圧以下のと
きは振幅制限器により上記負帰還の利得制御をせず、E
r光ファイバの励起光電力を一定に維持し光ファイバ増
幅器30bの利得を一定に保つ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は希土類添加光ファイバ
を有する光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受
信装置に関するもので、特に受光ダイナミックレンジが
大きく、且つ、光受信装置の受光電力によらず雑音指数
(NF)がほぼ一定の光受信装置に関する。
を有する光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受
信装置に関するもので、特に受光ダイナミックレンジが
大きく、且つ、光受信装置の受光電力によらず雑音指数
(NF)がほぼ一定の光受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類添加光ファイバ、特にエルビウム
添加光ファイバ(以下、Er光ファイバと略す)を有す
る光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置
は、1Gb/sを越える高速のディジタル光通信システ
ムを実現する上で高受信感度を有し低雑音の光デバイス
として注目されている。従来、この種の光受信装置とし
て、例えば、特開平3−191625に示されたものが
あり、図5は上記文献に示された従来の光受信装置の構
成ブロック図である。図6は図5の光受信装置の光ファ
イバ増幅器単独の入出力特性を例示する図である。図7
は図5の光受信装置の光ファイバ増幅器の利得G、及び
雑音指数NFの受光電力依存性を例示する図である。
添加光ファイバ(以下、Er光ファイバと略す)を有す
る光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置
は、1Gb/sを越える高速のディジタル光通信システ
ムを実現する上で高受信感度を有し低雑音の光デバイス
として注目されている。従来、この種の光受信装置とし
て、例えば、特開平3−191625に示されたものが
あり、図5は上記文献に示された従来の光受信装置の構
成ブロック図である。図6は図5の光受信装置の光ファ
イバ増幅器単独の入出力特性を例示する図である。図7
は図5の光受信装置の光ファイバ増幅器の利得G、及び
雑音指数NFの受光電力依存性を例示する図である。
【0003】図5において、1はEr光ファイバ、2は
光ファイバ励起用の半導体レーザ(以下、励起用LDと
略す)、3は光合波器(以下、WDMと略す)、4は光
フィルタ、5は受光素子、6は電気増幅器、7,8は光
アイソレータ、19はピーク検波器、10は比較器、1
1は基準電圧入力端子、12は励起用LD駆動回路、3
0は光ファイバ増幅器、31は光受信器である。
光ファイバ励起用の半導体レーザ(以下、励起用LDと
略す)、3は光合波器(以下、WDMと略す)、4は光
フィルタ、5は受光素子、6は電気増幅器、7,8は光
アイソレータ、19はピーク検波器、10は比較器、1
1は基準電圧入力端子、12は励起用LD駆動回路、3
0は光ファイバ増幅器、31は光受信器である。
【0004】次に、図5の光受信装置の動作について説
明する。図において、光受信装置の受信光信号は光アイ
ソレータ7を介して光合波器3(以下、WDMと略す)
で励起光(励起用LD2の出力)と合波され、Er光フ
ァイバ1で低雑音増幅される。Er光ファイバ1からの
出力光は光アイソレータ8を介して光フィルタ4によっ
てEr光ファイバ1の中で発生した自然放出光雑音(以
下、ASEと略す)が除去された後、光受信器31の受
光素子5で光/電気変換され、電気増幅器6で所定の振
幅に増幅される。光アイソレータ7,8は光ファイバや
各光デバイスの接続点で生じる反射光が戻り、不安定動
作するのを回避するために設けられている。
明する。図において、光受信装置の受信光信号は光アイ
ソレータ7を介して光合波器3(以下、WDMと略す)
で励起光(励起用LD2の出力)と合波され、Er光フ
ァイバ1で低雑音増幅される。Er光ファイバ1からの
出力光は光アイソレータ8を介して光フィルタ4によっ
てEr光ファイバ1の中で発生した自然放出光雑音(以
下、ASEと略す)が除去された後、光受信器31の受
光素子5で光/電気変換され、電気増幅器6で所定の振
幅に増幅される。光アイソレータ7,8は光ファイバや
各光デバイスの接続点で生じる反射光が戻り、不安定動
作するのを回避するために設けられている。
【0005】この光受信装置の高受信感度化を実現する
ために、光ファイバ増幅器30aに縦続接続する光受信
器31の電気増幅器6で発生する雑音を無視できるだけ
の大きな利得を光ファイバ増幅器30aにもたせる必要
がある。一般に、Gb/s領域で使用する光ファイバ増
幅器としては20dB以上の利得が必要がある。
ために、光ファイバ増幅器30aに縦続接続する光受信
器31の電気増幅器6で発生する雑音を無視できるだけ
の大きな利得を光ファイバ増幅器30aにもたせる必要
がある。一般に、Gb/s領域で使用する光ファイバ増
幅器としては20dB以上の利得が必要がある。
【0006】図6の光受信装置の光ファイバ増幅器の単
独の入出力特性が示すように、光ファイバ増幅器30a
の利得は、光ファイバ増幅器の入力光電力に依存し入力
光電力が大きくなるにつれて利得は小さくなる。これは
利得飽和現象と呼ばれる。図6において、直線20は利
得飽和がなく一様と仮定したときの光ファイバ増幅器の
入出力特性、21は実際の光ファイバ増幅器30aの入
出力特性を示しており、22は光ファイバ増幅器30a
の出力光を受ける光受信器31の受光素子5の許容最大
入力光電力(受光素子が過大電流により破壊されるレベ
ル)を示している。上記の利得飽和現象により、光ファ
イバ増幅器30aに縦続接続する光受信器31の受光素
子5の入力光電力は抑えられ、許容最大入力光電力は3
dB程度改善されるが、その改善度合いは僅かであり、
実際の光通信システムでは送信出力電力が0dBm程度
であることを考えると、光受信装置の受光ダイナミック
レンジとして狭く、光受信器31の入力光電力を抑える
自動利得制御(以下、AGCと略す)機能が必要とな
る。図5において、ピーク検波器19、比較器10、励
起用LD駆動回路12によって負帰還の利得制御ループ
が形成され、ピーク検波器19の出力電圧が比較器10
の基準電圧入力端子に与えられる規定電圧に等しくなる
よう、光ファイバ増幅器30aの利得が制御される。従
って、光受信装置30aの受光電力によらず光受信器3
1の入力光電力はほぼ一定となり、光受信装置の受光ダ
イナミックレンジは著しく改善される。
独の入出力特性が示すように、光ファイバ増幅器30a
の利得は、光ファイバ増幅器の入力光電力に依存し入力
光電力が大きくなるにつれて利得は小さくなる。これは
利得飽和現象と呼ばれる。図6において、直線20は利
得飽和がなく一様と仮定したときの光ファイバ増幅器の
入出力特性、21は実際の光ファイバ増幅器30aの入
出力特性を示しており、22は光ファイバ増幅器30a
の出力光を受ける光受信器31の受光素子5の許容最大
入力光電力(受光素子が過大電流により破壊されるレベ
ル)を示している。上記の利得飽和現象により、光ファ
イバ増幅器30aに縦続接続する光受信器31の受光素
子5の入力光電力は抑えられ、許容最大入力光電力は3
dB程度改善されるが、その改善度合いは僅かであり、
実際の光通信システムでは送信出力電力が0dBm程度
であることを考えると、光受信装置の受光ダイナミック
レンジとして狭く、光受信器31の入力光電力を抑える
自動利得制御(以下、AGCと略す)機能が必要とな
る。図5において、ピーク検波器19、比較器10、励
起用LD駆動回路12によって負帰還の利得制御ループ
が形成され、ピーク検波器19の出力電圧が比較器10
の基準電圧入力端子に与えられる規定電圧に等しくなる
よう、光ファイバ増幅器30aの利得が制御される。従
って、光受信装置30aの受光電力によらず光受信器3
1の入力光電力はほぼ一定となり、光受信装置の受光ダ
イナミックレンジは著しく改善される。
【0007】以下、光受信装置の光ファイバ増幅器30
aの利得と雑音特性について考える。先ず、光ファイバ
増幅器の利得Gについて考える。光ファイバ増幅器30
aの利得G[dB]は、利得係数γを用いて以下の式で
表される。 G=10[log{exp(γ・L)}] =4.34・γ・L (1) ここで、LはEr光ファイバの長さ、励起状態は光ファ
イバの長手方向に対して一様であると仮定する。利得係
数γは光ファイバ中の希土類イオンの密度ρ[個/
m3 ]、誘導吸収断面積σa[m2 ]、誘導放出断面積
σe[m2 ]、希土類イオン分布と光強度分布の重なり
積分(Overlapping Integral)をΓ、及び基底準位にある
希土類イオンの割合をN1 、励起準位にある希土類イオ
ンの割合をN2 として以下の式で表される。 γ=γe−γa =Γ・ρ(σe・N2 −σa・N1 ) (2) ここで、γe,γaは、それぞれ放出係数,吸収係数と
呼ぶ係数で、それぞれN2 ,N1 に比例する値である。
aの利得と雑音特性について考える。先ず、光ファイバ
増幅器の利得Gについて考える。光ファイバ増幅器30
aの利得G[dB]は、利得係数γを用いて以下の式で
表される。 G=10[log{exp(γ・L)}] =4.34・γ・L (1) ここで、LはEr光ファイバの長さ、励起状態は光ファ
イバの長手方向に対して一様であると仮定する。利得係
数γは光ファイバ中の希土類イオンの密度ρ[個/
m3 ]、誘導吸収断面積σa[m2 ]、誘導放出断面積
σe[m2 ]、希土類イオン分布と光強度分布の重なり
積分(Overlapping Integral)をΓ、及び基底準位にある
希土類イオンの割合をN1 、励起準位にある希土類イオ
ンの割合をN2 として以下の式で表される。 γ=γe−γa =Γ・ρ(σe・N2 −σa・N1 ) (2) ここで、γe,γaは、それぞれ放出係数,吸収係数と
呼ぶ係数で、それぞれN2 ,N1 に比例する値である。
【0008】図5の光受信装置において、光ファイバ増
幅器30aの利得G[dB]は、AGC機能により、光
ファイバ増幅器30aの入力光電力(ここでは光受信装
置の受光電力に等しい)Pin[dBm]に依存し、以下
の式で表される。 G=Gmax +Pin,min−Pin =PPD−Pin (3) ここで、Gmax は光ファイバ増幅器30aの最大利得、
Pin,minはデータ誤りを生じない光ファイバ増幅器30
aの最小入力光電力、PPDは光受信器31の入力光電力
である。光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pinが大
きくなると、ピーク検波器19、比較器10、励起用L
D駆動回路12により光ファイバ励起用LD2の出力光
電力が低下しN2 が減少することにより、光ファイバ増
幅器30aの利得Gは式3にしたがい小さくなる。図7
の直線23は光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pin
に対する利得Gを示す図である。
幅器30aの利得G[dB]は、AGC機能により、光
ファイバ増幅器30aの入力光電力(ここでは光受信装
置の受光電力に等しい)Pin[dBm]に依存し、以下
の式で表される。 G=Gmax +Pin,min−Pin =PPD−Pin (3) ここで、Gmax は光ファイバ増幅器30aの最大利得、
Pin,minはデータ誤りを生じない光ファイバ増幅器30
aの最小入力光電力、PPDは光受信器31の入力光電力
である。光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pinが大
きくなると、ピーク検波器19、比較器10、励起用L
D駆動回路12により光ファイバ励起用LD2の出力光
電力が低下しN2 が減少することにより、光ファイバ増
幅器30aの利得Gは式3にしたがい小さくなる。図7
の直線23は光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pin
に対する利得Gを示す図である。
【0009】次に、光ファイバ増幅器の雑音指数(N
F)について考える。光ファイバ増幅器30aのNFは
自然放出係数nspを用いて以下の式で表される。 NF=10・log(2・nsp) (4) ここで、自然放出係数nspは放出係数γe,吸収係数γ
aにより以下の式で表される。 nsp=γe/(γe−γa) (5) 式4,5から、光ファイバ増幅器30aの雑音指数(N
F)は放出係数γe,吸収係数γaに依存し、従って、
光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pinに依存する。
式1,2,3,4,5からをまとめると光ファイバ増幅
器30aの雑音指数(NF)は以下の式で表せる。 NF=10・log{1+(Gmax /G)}(6) 以上により、AGCにより光ファイバ増幅器30aの利
得Gが変動すると光ファイバ増幅器30aの雑音指数N
Fが変動することが分かる。図7の曲線24は光ファイ
バ増幅器30aの雑音指数(NF)の入力光電力Pin依
存性を示す図である。
F)について考える。光ファイバ増幅器30aのNFは
自然放出係数nspを用いて以下の式で表される。 NF=10・log(2・nsp) (4) ここで、自然放出係数nspは放出係数γe,吸収係数γ
aにより以下の式で表される。 nsp=γe/(γe−γa) (5) 式4,5から、光ファイバ増幅器30aの雑音指数(N
F)は放出係数γe,吸収係数γaに依存し、従って、
光ファイバ増幅器30aの入力光電力Pinに依存する。
式1,2,3,4,5からをまとめると光ファイバ増幅
器30aの雑音指数(NF)は以下の式で表せる。 NF=10・log{1+(Gmax /G)}(6) 以上により、AGCにより光ファイバ増幅器30aの利
得Gが変動すると光ファイバ増幅器30aの雑音指数N
Fが変動することが分かる。図7の曲線24は光ファイ
バ増幅器30aの雑音指数(NF)の入力光電力Pin依
存性を示す図である。
【0010】以上では、光受信装置の入力光が1チャン
ネルの場合を説明しているが、入力光が多チャンネルの
場合は雑音指数NFの入力光電力依存性の影響が大きく
なる。入力光が多チャンネルの場合,ピーク検波器1
9,比較器10,励起用LD駆動回路12からなる負帰
還の利得制御ループにより各信号波長の光ファイバ増幅
器出力電力の和が一定となるように光ファイバ増幅器3
0を制御される。一般に、多チャンネル伝送システムで
は信号電力が信号波長により必ずしも同一でなく、各チ
ャンネルのS/Nは信号電力に比例する。従って、信号
電力の大きいチャンネルがあると、光ファイバ増幅器3
0aの利得は式3によって低く抑えられ、雑音指数NF
は式6によって大きくなり、信号電力の小さい他のチャ
ンネルのS/Nが劣化してしまう。
ネルの場合を説明しているが、入力光が多チャンネルの
場合は雑音指数NFの入力光電力依存性の影響が大きく
なる。入力光が多チャンネルの場合,ピーク検波器1
9,比較器10,励起用LD駆動回路12からなる負帰
還の利得制御ループにより各信号波長の光ファイバ増幅
器出力電力の和が一定となるように光ファイバ増幅器3
0を制御される。一般に、多チャンネル伝送システムで
は信号電力が信号波長により必ずしも同一でなく、各チ
ャンネルのS/Nは信号電力に比例する。従って、信号
電力の大きいチャンネルがあると、光ファイバ増幅器3
0aの利得は式3によって低く抑えられ、雑音指数NF
は式6によって大きくなり、信号電力の小さい他のチャ
ンネルのS/Nが劣化してしまう。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の光受信装置は以
上にように構成されているので、光受信装置の受光電力
の変動に対して、AGC手段により光ファイバ増幅器の
出力光電力、即ち光受信器の入力光電力は一定に保たれ
るが、光ファイバ増幅器の雑音指数(NF)は光受信装
置の受光電力により変化するため、例えば、波長多重伝
送などで特定波長のチャネルの受光電力が大きい場合、
他のチャネルの波長の受信特性が大きく劣化するという
課題があった。
上にように構成されているので、光受信装置の受光電力
の変動に対して、AGC手段により光ファイバ増幅器の
出力光電力、即ち光受信器の入力光電力は一定に保たれ
るが、光ファイバ増幅器の雑音指数(NF)は光受信装
置の受光電力により変化するため、例えば、波長多重伝
送などで特定波長のチャネルの受光電力が大きい場合、
他のチャネルの波長の受信特性が大きく劣化するという
課題があった。
【0012】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、受光ダイナミックレンジが大きく、且
つ、受光電力によらず略一定の雑音指数(NF)をもつ
光ファイバ増幅器を有する光受信装置を得ることを目的
とする。
されたもので、受光ダイナミックレンジが大きく、且
つ、受光電力によらず略一定の雑音指数(NF)をもつ
光ファイバ増幅器を有する光受信装置を得ることを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この光受信装置は希土類添加光ファイバを有する
光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置で
あって、希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光フ
ァイバを励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装
置の受信入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを
合波する光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力
光を光フィルタを介して入力し電気信号に変換する光受
信器と、上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取
出し規定電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバ
を励起する励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光
ファイバ増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受
信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下
のときは上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定
に保ち光ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を
備えたものである。
めに、この光受信装置は希土類添加光ファイバを有する
光ファイバ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置で
あって、希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光フ
ァイバを励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装
置の受信入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを
合波する光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力
光を光フィルタを介して入力し電気信号に変換する光受
信器と、上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取
出し規定電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバ
を励起する励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光
ファイバ増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受
信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下
のときは上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定
に保ち光ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を
備えたものである。
【0014】
【作用】以上のように構成されたこの発明の光受信装置
では、希土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器
に縦続接続する光受信器の入力光電力に比例した電圧を
取出しそれが規定電圧を越えたときは、上記希土類添加
光ファイバの励起光電力を下げて光ファイバ増幅器の利
得を下げ、光ファイバ増幅器の出力光電力を所定値以下
にすることにより、光受信装置のダイナミックレンジを
大きくすることができ、且つ、光受信器の入力光電力に
比例した電圧を取出しそれが規定電圧以下のときは、比
較回路に縦続接続して設けた振幅制限器により、希土類
添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光ファイバ増
幅器の利得を一定に保つことにより、光ファイバ増幅器
の雑音指数NFを一定に保つことができる。
では、希土類添加光ファイバを用いた光ファイバ増幅器
に縦続接続する光受信器の入力光電力に比例した電圧を
取出しそれが規定電圧を越えたときは、上記希土類添加
光ファイバの励起光電力を下げて光ファイバ増幅器の利
得を下げ、光ファイバ増幅器の出力光電力を所定値以下
にすることにより、光受信装置のダイナミックレンジを
大きくすることができ、且つ、光受信器の入力光電力に
比例した電圧を取出しそれが規定電圧以下のときは、比
較回路に縦続接続して設けた振幅制限器により、希土類
添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光ファイバ増
幅器の利得を一定に保つことにより、光ファイバ増幅器
の雑音指数NFを一定に保つことができる。
【0015】
実施例1.以下、実施例1について図を参照して説明す
る。図1は、この発明の実施例1を示す光受信装置の構
成ブロック図である。光受信装置は光ファイバ増幅器3
0bと光受信器31とを備えている。図において、9は
受光電力検出器、13は振幅制限回路である。従来例と
同一部分には同一符号を付し説明を省く。
る。図1は、この発明の実施例1を示す光受信装置の構
成ブロック図である。光受信装置は光ファイバ増幅器3
0bと光受信器31とを備えている。図において、9は
受光電力検出器、13は振幅制限回路である。従来例と
同一部分には同一符号を付し説明を省く。
【0016】次に、この光受信装置の動作について図1
を参照して説明する。図1において、この光受信装置の
光ファイバ増幅器30bの出力光を光受信器31が受
け、光受信器31の受光電力検出器9から光受信器31
の受光電力に比例した電圧を出力する。受光電力検出器
9では、例えば受光素子5に直列に抵抗を挿入し、その
抵抗の端子間電圧を検出することにより、光受信器31
の受光電力に比例した電圧を得られる。上記の受光電力
検出器9の出力電圧は比較器10で規定電圧と比較さ
れ、増幅されて振幅制限回路13に送られる。
を参照して説明する。図1において、この光受信装置の
光ファイバ増幅器30bの出力光を光受信器31が受
け、光受信器31の受光電力検出器9から光受信器31
の受光電力に比例した電圧を出力する。受光電力検出器
9では、例えば受光素子5に直列に抵抗を挿入し、その
抵抗の端子間電圧を検出することにより、光受信器31
の受光電力に比例した電圧を得られる。上記の受光電力
検出器9の出力電圧は比較器10で規定電圧と比較さ
れ、増幅されて振幅制限回路13に送られる。
【0017】図2は図1の上記振幅制限回路13の入出
力特性を示す図である。図2に示すように、入力電圧V
inが規定電圧V1 以下のときには、一定の電圧Vcを振
幅制限回路13の出力Vout として出力し、入力電圧V
inが規定電圧V1 を越えるときは入力電圧Vinを振幅制
限回路13の出力Vout として出力する。即ち、振幅制
限回路13の出力Vout は以下の式で表される。 ここで、Vcは所望の光ファイバ増幅器30bの利得G
が得られるようEr光ファイバの励起用LD2を駆動す
る励起用LD駆動回路12の入力電圧として設定され、
V1 は比較器10の出力電圧の範囲内に設定される。
力特性を示す図である。図2に示すように、入力電圧V
inが規定電圧V1 以下のときには、一定の電圧Vcを振
幅制限回路13の出力Vout として出力し、入力電圧V
inが規定電圧V1 を越えるときは入力電圧Vinを振幅制
限回路13の出力Vout として出力する。即ち、振幅制
限回路13の出力Vout は以下の式で表される。 ここで、Vcは所望の光ファイバ増幅器30bの利得G
が得られるようEr光ファイバの励起用LD2を駆動す
る励起用LD駆動回路12の入力電圧として設定され、
V1 は比較器10の出力電圧の範囲内に設定される。
【0018】図3は、図1の受光電力検出器9、比較器
10、及び振幅制限回路13の各出力電圧の光受信装置
の受光電力依存性を、及び励起用LD出力光電力の光受
信装置の受光電力依存性を示す図である。図3におい
て、光受信装置の受光電力(実施例では光ファイバ増幅
器30bの入力光電力に等しい)の規定入力レベルPs
は、比較器10の出力がV1 となる受光電力レベルで定
義する。光ファイバ増幅器30bの入力光電力が規定入
力レベルPs以下のときは、式7により、振幅制限回路
13の出力がVc一定であるため、Er光ファイバ1の
励起光レベルは一定であり、放出係数γe,吸収係数γ
aも一定となる。従って、式1,2,6により、光ファ
イバ増幅器30bの利得Gと、雑音指数NFはほぼ一定
となる(図示していない)。
10、及び振幅制限回路13の各出力電圧の光受信装置
の受光電力依存性を、及び励起用LD出力光電力の光受
信装置の受光電力依存性を示す図である。図3におい
て、光受信装置の受光電力(実施例では光ファイバ増幅
器30bの入力光電力に等しい)の規定入力レベルPs
は、比較器10の出力がV1 となる受光電力レベルで定
義する。光ファイバ増幅器30bの入力光電力が規定入
力レベルPs以下のときは、式7により、振幅制限回路
13の出力がVc一定であるため、Er光ファイバ1の
励起光レベルは一定であり、放出係数γe,吸収係数γ
aも一定となる。従って、式1,2,6により、光ファ
イバ増幅器30bの利得Gと、雑音指数NFはほぼ一定
となる(図示していない)。
【0019】一方、光受信装置の受光電力が規定入力レ
ベルPS を越えたときは、式7により、Vin>V1 とな
り、受光電力検出器9、比較器10、振幅制限回路1
3、励起用LD駆動回路12からなる負帰還ループによ
り、比較器10の入力電圧と基準電圧との差が0になる
よう、光ファイバ増幅器30bの利得が制御される。従
って、光ファイバ増幅器30bの利得が制御され、受光
ダイナミックレンジが大きくなり、過大な受光電力によ
る受光素子5の破壊を回避できる。
ベルPS を越えたときは、式7により、Vin>V1 とな
り、受光電力検出器9、比較器10、振幅制限回路1
3、励起用LD駆動回路12からなる負帰還ループによ
り、比較器10の入力電圧と基準電圧との差が0になる
よう、光ファイバ増幅器30bの利得が制御される。従
って、光ファイバ増幅器30bの利得が制御され、受光
ダイナミックレンジが大きくなり、過大な受光電力によ
る受光素子5の破壊を回避できる。
【0020】実施例2.図4はこの発明の実施例2を示
す光受信装置を示す構成ブロック図である。この実施例
2では実施例1を構成する光受信器31の受光電力検出
器9の代りに、光受信器31の電気増幅器6の出力電圧
を入力とするピーク検波回路19を使用して、光ファイ
バ増幅器30bの出力光電力(即ち、光受信器31の入
力光電力)に比例した電圧を出力する。その他の動作は
図1の実施例と同様である。
す光受信装置を示す構成ブロック図である。この実施例
2では実施例1を構成する光受信器31の受光電力検出
器9の代りに、光受信器31の電気増幅器6の出力電圧
を入力とするピーク検波回路19を使用して、光ファイ
バ増幅器30bの出力光電力(即ち、光受信器31の入
力光電力)に比例した電圧を出力する。その他の動作は
図1の実施例と同様である。
【0021】以上の実施例1,2では励起光が信号光と
同方向に伝搬する例について説明したが、励起光が信号
光と逆方向に伝搬する(逆方向励起)の場合でも同様の
効果が得られることは明らかである。
同方向に伝搬する例について説明したが、励起光が信号
光と逆方向に伝搬する(逆方向励起)の場合でも同様の
効果が得られることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受光ダ
イナミックレンジが大きく、且つ、受光電力によらず略
一定の雑音指数(NF)をもつ光ファイバ増幅器を有す
る光受信装置を得ることができる。
イナミックレンジが大きく、且つ、受光電力によらず略
一定の雑音指数(NF)をもつ光ファイバ増幅器を有す
る光受信装置を得ることができる。
【図1】この発明の実施例1を示す光受信装置の構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】図1の振幅制限回路の入出力特性を示す図であ
る。
る。
【図3】図1の受光電力検出器、比較器、振幅制限回路
の各出力電圧の光受信装置の受光電力依存性を示す図、
及び励起用LDの出力光電力の光受信装置の受光電力依
存性を示す図である。
の各出力電圧の光受信装置の受光電力依存性を示す図、
及び励起用LDの出力光電力の光受信装置の受光電力依
存性を示す図である。
【図4】この発明の実施例2を示す光受信装置の構成ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図5】従来の光受信装置を示す構成ブロック図であ
る。
る。
【図6】図5の光ファイバ増幅器の単独の入出力特性を
示す図である。
示す図である。
【図7】図5の光ファイバ増幅器の利得、雑音指数の光
受信装置の受光電力依存性を示す図である。
受信装置の受光電力依存性を示す図である。
1 Er光ファイバ 2 励起用LD 3 光合波器(WDM) 4 光フィルタ 5 受光素子 6 電気増幅器 7,8 光アイソレータ 9 受光素子電流検出器 10 比較器 11 基準電圧入力端子 12 励起用LD駆動回路 13 振幅制限回路 19 ピーク検波器 30 光ファイバ増幅器 31 光受信器
Claims (1)
- 【請求項1】 希土類添加光ファイバを有する光ファイ
バ増幅器を前置増幅器としてもつ光受信装置であって、 希土類添加光ファイバと、上記希土類添加光ファイバを
励起する励起用半導体レーザと、当該光受信装置の受信
入力光と上記励起用半導体レーザの出力光とを合波する
光合波器と、上記希土類添加光ファイバの出力光を光フ
ィルタを介して入力し電気信号に変換する光受信器と、
上記光受信器で入力光電力に比例した電圧を取出し規定
電圧を越えたときは上記希土類添加光ファイバを励起す
る励起用半導体レーザの励起光電力を下げて光ファイバ
増幅器の利得を下げる手段と、一方、上記光受信器で入
力光電力に比例した電圧を取出し規定電圧以下のときは
上記希土類添加光ファイバの励起光電力を一定に保ち光
ファイバ増幅器の利得を一定に保つ手段と、を備えたこ
とを特徴とする光受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5178075A JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5178075A JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0779199A true JPH0779199A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16042188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5178075A Pending JPH0779199A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | 光受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0779199A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343141B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-07-05 | 윤종용 | 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP5178075A patent/JPH0779199A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343141B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-07-05 | 윤종용 | 전송 에러를 보상하는 광 전송 시스템 |
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