(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を生成する第１の励起光源、並びに一端及び他端の少なくとも一方に前記励起光を受けて前記一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバが実装された基板と、
前記光増幅用光ファイバの前記他端に光学的に結合されており増幅後の前記信号光を受ける第１の信号光入力ポート、及び前記第１の信号光入力ポートに光カプラを介して光学的に結合されて増幅後の前記信号光を外部へ出力する信号光出力ポートを有し、前記基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットと
を備え、
前記光ユニットは、前記信号光出力ポートに前記光カプラを介して光学的に結合された第２の信号光入力ポートを更に有し、
前記第２の信号光入力ポートには、前記基板の外部に設けられる信号源から、増幅後の前記信号光の代替となる非常用信号光が入力されることを特徴とする、光増幅モジュール。
【請求項２】
励起光を生成する第１の励起光源が実装された基板と、
一端及び他端の少なくとも一方に前記励起光を受けて前記一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバ、前記光増幅用光ファイバの前記一端及び前記他端の少なくとも一方に光学的に結合されており前記第１の励起光源から前記励起光を受ける第１の励起光入力ポート、前記光増幅用光ファイバの前記他端に光学的に結合されて増幅後の前記信号光を外部へ出力する信号光出力ポート、及び前記光増幅用光ファイバの前記他端に光学的に結合されている第２の信号光出力ポートを有し、前記基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットと
を備え、
前記基板は、前記第２の信号光出力ポートに結合される信号光入力ポートと、前記信号光入力ポートから入力された増幅後の前記信号光の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段の検出結果に基づいて、増幅後の前記信号光の強度が所定値に近づくように前記第１の励起光源の前記励起光の強さを制御する制御部とを更に有し、
前記光ユニットは、前記光増幅用光ファイバの一端及び他端の少なくとも一方に光学的に結合された第２の励起光入力ポートを更に有し、
前記第２の励起光入力ポートには、前記基板の外部に設けられる第２の励起光源から、前記励起光の代替となる非常用励起光が入力されることを特徴とする、光増幅モジュール。
【請求項３】
増幅後の前記信号光の強度を検出する光強度検出手段と、
前記光強度検出手段の検出結果に基づいて、増幅後の前記信号光の強度が所定値に近づくように前記第１の励起光源の前記励起光の強さを制御する制御部と
を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の光増幅モジュール。
【請求項４】
励起光を生成する第１の励起光源、並びに一端及び他端の少なくとも一方に前記励起光を受けて前記一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバが実装された基板と、前記光増幅用光ファイバから増幅後の前記信号光を受ける信号光入力ポート、増幅後の前記信号光を外部へ出力する信号光出力ポート、及び前記信号光出力ポートに光学的に結合された第２の信号光入力ポートを有し、前記基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備える光増幅モジュールの前記基板を交換する方法であって、
前記第２の信号光入力ポートに対し、前記基板の外部に設けられる信号源から、増幅後の前記信号光の代替となる非常用信号光を入力する非常入力ステップと、
増幅後の前記信号光と前記非常用信号光とが重畳した光の強度を検出し、該強度が所定値に近づくように前記励起光の強さを制御しながら、前記非常用信号光の強度を徐々に高めて該強度を第１の所定値に近づけ、前記励起光の強度が第２の所定値を下回るまで前記非常用信号光の強度を徐々に高めるステップと、
前記励起光の強度が前記第２の所定値を下回っていることを確認するステップと、
前記第１の励起光源からの前記励起光の出力を停止させる励起光停止ステップと、
前記光ユニットを前記基板から離脱させる離脱ステップと、
交換用の前記基板に前記光ユニットを取り付ける装着ステップと、
前記交換用の基板に実装された前記第１の励起光源から前記励起光を出力させる励起光出力ステップと、
前記信号源からの前記非常用信号光の強度を低下させるステップと、
前記光増幅モジュールのアラーム状態及び前記第１の励起光源の状態を確認するステップと、
前記第２の信号光入力ポートから前記信号源を取り外す取外しステップと
を含むことを特徴とする、光増幅モジュールの励起光源の交換方法。
【請求項５】
励起光を生成する第１の励起光源が実装された基板と、一端及び他端の少なくとも一方に前記励起光を受けて前記一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバ、前記第１の励起光源から前記励起光を受けて該励起光を前記光増幅用光ファイバに提供する第１の励起光入力ポート、増幅後の前記信号光を外部へ出力する信号光出力ポート、前記光増幅用光ファイバの一端及び他端の少なくとも一方に光学的に結合された第２の励起光入力ポート、及び前記光増幅用光ファイバの前記他端に光学的に結合された第２の信号光出力ポートを有し、前記基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備える光増幅モジュールの前記基板を交換する方法であって、
前記基板は、前記第２の信号光出力ポートに結合される信号光入力ポートと、前記信号光入力ポートから入力された増幅後の前記信号光の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段の検出結果に基づいて、増幅後の前記信号光の強度が所定値に近づくように前記第１の励起光源の前記励起光の強さを制御する制御部とを更に有し、
前記第２の励起光入力ポートに対し、前記基板の外部に設けられる第２の励起光源から、前記励起光の代替となる非常用励起光を入力する非常入力ステップと、
前記第１の励起光源からの前記励起光の出力を停止させる励起光停止ステップと、
前記光ユニットを前記基板から離脱させる離脱ステップと、
交換用の前記基板に前記光ユニットを取り付ける装着ステップと、
前記交換用の基板に実装された前記第１の励起光源から前記励起光を出力させる励起光出力ステップと、
前記第２の励起光入力ポートから前記第２の励起光源を取り外す取外しステップと
を含むことを特徴とする、光増幅モジュールの励起光源の交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅モジュール、及び光増幅モジュールの励起光源の交換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、長距離光ファイバ通信システムにおいて、光信号の直接増幅を行う光増幅用光ファイバを用いた伝送方式に採用される光増幅器に関する技術が記載されている。この光増幅器は、光増幅用光ファイバとして希土類添加光ファイバを備えており、この光ファイバへ励起光を供給するための励起光源を２つ備えている。一方の励起光源が経時劣化等によって十分な強さの励起光を出力できなくなった場合に、他方の励起光源によって励起光を補う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された構成によれば、励起光源が劣化しても通信システムを停止することなく代替の励起光源に切り替えることができる。しかしながら、例えばＦＴＴＨ（Fiber To The Home）といった大規模な光通信システムでは、多数の光増幅器を実装した送信装置が局側に配置される。送信装置では、一つのラックに多数の光増幅モジュールが実装される。
【０００５】
このような送信装置において一つの励起光源が故障すると、その励起光源の交換方法が問題となる。すなわち、特許文献１に記載されたような構成によって代替の励起光源に切り替えることは出来ても、故障した励起光源を正常なものに交換するためには、光増幅モジュールの動作を停止してラックから取り出す必要がある。しかし、光増幅モジュールの動作を停止すると当該光通信システムに接続されている各端末が通信できなくなり、多くの端末に影響が及ぶこととなる。このような問題を解決する方法の一つとして、例えば送信系統を二系統配置して冗長な構成とし、一方の系統の励起光源が故障したときに他方の系統を動作させ、その間に励起光源を交換する方法が考えられる。しかし、このような方法では送信系統の規模が２倍になり、送信装置が大規模化し、製造コストが増してしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、送信装置の規模を抑えつつ励起光源を交換することが可能な光増幅モジュール、及び光増幅モジュールの励起光源の交換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による第１の光増幅モジュールは、励起光を生成する励起光源、並びに一端及び他端の少なくとも一方に励起光を受けて一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバが実装された基板と、光増幅用光ファイバの他端に光学的に結合されており増幅後の信号光を受ける第１の信号光入力ポート、及び第１の信号光入力ポートに光学的に結合されて増幅後の信号光を外部へ出力する信号光出力ポートを有し、基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備え、光ユニットは、信号光出力ポートに光学的に結合された第２の信号光入力ポートを更に有し、第２の信号光入力ポートには、基板の外部に設けられる信号源から、増幅後の信号光の代替となる非常用信号光が入力されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による第２の光増幅モジュールは、励起光を生成する第１の励起光源が実装された基板と、一端及び他端の少なくとも一方に励起光を受けて一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバ、光増幅用光ファイバの一端及び他端の少なくとも一方に光学的に結合されており第１の励起光源から励起光を受ける第１の励起光入力ポート、及び光増幅用光ファイバの他端に光学的に結合されて増幅後の信号光を外部へ出力する信号光出力ポートを有し、基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備え、光ユニットは、光増幅用光ファイバの一端及び他端の少なくとも一方に光学的に結合された第２の励起光入力ポートを更に有し、第２の励起光入力ポートには、基板の外部に設けられる第２の励起光源から、励起光の代替となる非常用励起光が入力されることを特徴とする。
【０００９】
上述した第１及び第２の光増幅モジュールは、増幅後の信号光の強度を検出する光強度検出手段と、光強度検出手段の検出結果に基づいて、増幅後の信号光の強度が所定値に近づくように第１の励起光源の励起光の強さを制御する制御部とを更に備えることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、本発明による第１の光増幅モジュールの基板交換方法は、励起光を生成する第１の励起光源、並びに一端及び他端の少なくとも一方に励起光を受けて一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバが実装された基板と、光増幅用光ファイバから増幅後の信号光を受ける信号光入力ポート、増幅後の信号光を外部へ出力する信号光出力ポート、及び信号光出力ポートに光学的に結合された第２の信号光入力ポートを有し、基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備える光増幅モジュールの基板を交換する方法であって、第２の信号光入力ポートに対し、基板の外部に設けられる信号源から、増幅後の信号光の代替となる非常用信号光を入力する非常入力ステップと、第１の励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光停止ステップと、光ユニットを基板から離脱させる離脱ステップと、交換用の基板に光ユニットを取り付ける装着ステップと、交換用の基板に実装された第１の励起光源から励起光を出力させる励起光出力ステップと、第２の信号光入力ポートから信号源を取り外す取外しステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による第２の光増幅モジュールの基板交換方法は、励起光を生成する第１の励起光源が実装された基板と、一端及び他端の少なくとも一方に励起光を受けて一端から入力された信号光を増幅する光増幅用光ファイバ、第１の励起光源から励起光を受けて該励起光を光増幅用光ファイバに提供する第１の励起光入力ポート、増幅後の信号光を外部へ出力する信号光出力ポート、及び光増幅用光ファイバの一端及び他端の少なくとも一方に光学的に結合された第２の励起光入力ポートを有し、基板に対して着脱可能に取り付けられた光ユニットとを備える光増幅モジュールの基板を交換する方法であって、第２の励起光入力ポートに対し、基板の外部に設けられる第２の励起光源から、励起光の代替となる非常用励起光を入力する非常入力ステップと、第１の励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光停止ステップと、光ユニットを基板から離脱させる離脱ステップと、交換用の基板に光ユニットを取り付ける装着ステップと、交換用の基板に実装された第１の励起光源から励起光を出力させる励起光出力ステップと、第２の励起光入力ポートから第２の励起光源を取り外す取外しステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による光増幅モジュール、及び光増幅モジュールの基板交換方法によれば、送信装置の規模を抑えつつ励起光源を交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図２】図２は、光増幅モジュールの外観を示す平面図である。
【図３】図３は、この交換方法の各ステップを示すフローチャートである。
【図４】図４〜図７は、この交換方法の一部のステップを説明するための斜視図である。
【図５】図４〜図７は、この交換方法の一部のステップを説明するための斜視図である。
【図６】図４〜図７は、この交換方法の一部のステップを説明するための斜視図である。
【図７】図４〜図７は、この交換方法の一部のステップを説明するための斜視図である。
【図８】図８は、第１変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図９】図９は、第２変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１０】図１０は、第３変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第４変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、この交換方法の各ステップを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第５変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１５】図１５は、第６変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１６】図１６は、第７変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、第８変形例に係る光増幅モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光増幅モジュール、及び光増幅モジュールの基板交換方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光増幅モジュール１Ａの構成を示す図である。また、図２は、光増幅モジュール１Ａの外観を示す平面図である。本実施形態の光増幅モジュール１Ａは、ＦＴＴＨ用の光増幅モジュールであり、別に設けられる光送信器から出力された送信光を直接増幅して、この増幅された送信光を複数の光ファイバへ出力するものである。光増幅モジュール１Ａは、例えば複数のスロットを有する筐体（シャーシ）の一つのスロットに挿入・実装される。筐体は、例えば複数のスロットの奥に配置された配線基板を有しており、この配線基板上には、複数の光増幅モジュールを実装するための複数の電気的なコネクタが並んで実装されている。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、光増幅モジュール１Ａは、基板１０Ａと、光ユニット２０Ａとを有する。基板１０Ａは、図２に示されるように、電気配線が印刷された配線基板１０ｆを有する。図１に示されるように、基板１０Ａは、光増幅用光ファイバ１１、励起光源１２，１３、フォトダイオード１４ａ〜１４ｃ、信号光入力ポート１６、信号光出力ポート１７、並びに制御部１８を有する。光増幅用光ファイバ１１、励起光源１２、フォトダイオード１４ａ〜１４ｃは、配線基板１０ｆ上に実装されている。また、信号光入力ポート１６及び信号光出力ポート１７は、図２に示される光コネクタ１６ａ及び１７ａによってそれぞれ好適に構成される。
【００１７】
信号光入力ポート１６は、２つの光カプラ１９ａ，１９ｂを介して光増幅用光ファイバ１１の一端１１ａと光学的に結合されている。信号光入力ポート１６には、外部信号源から信号光が入力される。また、信号光入力ポート１６には、光カプラ１９ａを介して更にフォトダイオード１４ａが光学的に結合されている。フォトダイオード１４ａは、信号光入力ポート１６に入力された信号光の強度を検出する。
【００１８】
光増幅用光ファイバ１１は、例えばエルビウムといった希土類の元素が添加された光ファイバである。光増幅用光ファイバ１１は、一端１１ａ及び他端１１ｂに励起光を受けることにより、一端１１ａから入力された信号光を増幅して他端１１ｂから出力する。光増幅用光ファイバ１１の一端１１ａには、信号光入力ポート１６から信号光が入力される。更に、光増幅用光ファイバ１１の一端１１ａには、光カプラ１９ｂを介して励起光源１２が光学的に結合されている。励起光源１２はレーザダイオードを内蔵しており、励起光を光増幅用光ファイバ１１へ出力する。光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂは、光カプラ１９ｃ及び１９ｄを介して信号光出力ポート１７と光学的に結合されている。光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂは、光カプラ１９ｃを介して励起光源１３と光学的に結合されている。励起光源１３はレーザダイオードを内蔵しており、励起光を光増幅用光ファイバ１１へ出力する。
【００１９】
信号光出力ポート１７は、光カプラ１９ｄを介してフォトダイオード１４ｂと光学的に結合されている。フォトダイオード１４ｂは、光ユニット２０Ａにおいて反射した信号光の強度を検出する。また、フォトダイオード１４ｃは、信号光入力ポート１５と光学的に結合されている。信号光入力ポート１５は、後述する光ユニット２０Ａを介して光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂと光学的に結合されており、信号光入力ポート１５には増幅後の信号光が入力される。フォトダイオード１４ｃは、本実施形態における光強度検出手段であり、光増幅用光ファイバ１１から出力される増幅後の信号光の強度を検出する。
【００２０】
制御部１８は、励起光源１２，１３の励起光の強さを制御するための制御信号を生成する。制御部１８は、増幅後の信号光の強度に関する電気信号をフォトダイオード１４ｃから取得し、この検出信号に基づいて、増幅後の信号光の強度が所定値に近づくように上記制御信号を生成する。
【００２１】
光ユニット２０Ａは、基板１０Ａに対して固定具、例えばネジ２０ａ（図２参照）によって取り付けられ、このネジ２０ａの取り付け及び取り外しを自在にすることによって、基板１０Ａに対して着脱可能となっている。光ユニット２０Ａは、図２に示される支持板２０ｂを有しており、この支持板２０ｂの裏面上に、以下に述べる光ユニット２０Ａの構成要素が実装されている。
【００２２】
図１に示されるように、光ユニット２０Ａは、信号光入力ポート２１及び２２と、光スプリッタ２３と、複数の信号光出力ポート２４とを有する。信号光入力ポート２１は、図２に示される光コネクタ２１ａによって好適に構成される。複数の信号光出力ポート２４は、図２に示される光コネクタ２４ａによって好適に構成される。
【００２３】
信号光入力ポート２１は、本実施形態における第１の信号光入力ポートであり、基板１０Ａの信号光出力ポート１７に接続される。信号光入力ポート２１は、信号光出力ポート１７を介して光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂに光学的に結合され、増幅後の信号光を受ける。また、信号光入力ポート２２は、本実施形態における第２の信号光入力ポートである。信号光入力ポート２２は、基板１０Ａの外部に設けられる信号源（図示せず）から非常動作用の信号光（以下、非常用信号光という）を受ける。なお、非常用信号光は、故障した基板１０Ａを新しい基板１０Ａに交換する際に、増幅後の信号光の代替として、複数の信号光出力ポート２４から各端末へ出力される光信号である。
【００２４】
光スプリッタ２３は、一つの入力端２３ａと、複数の出力端２３ｂとを有する。入力端２３ａは、光カプラ２５を介して信号光入力ポート２１及び２２の双方と光学的に結合されており、信号光入力ポート２１から増幅後の信号光を受け、信号光入力ポート２２から非常用信号光を受ける。光スプリッタ２３は、入力端２３ａに入力された信号光を複数の出力端２３ｂに分岐する。複数の出力端２３ｂそれぞれは、複数の信号光出力ポート２４それぞれと光学的に結合されており、分岐された信号光は、複数の信号光出力ポート２４から外部へ出力される。
【００２５】
また、信号光入力ポート２１及び２２には、光カプラ２５を介して信号光出力ポート２６が更に結合されている。信号光出力ポート２６は、基板１０Ａの信号光入力ポート１５に接続されるポートであり、信号光入力ポート２１から入力された増幅後の信号光、及び信号光入力ポート２２から入力された非常用信号光を信号光入力ポート１５に提供する。
【００２６】
以上の構成を備える光増幅モジュール１Ａの励起光源１２，１３の何れかが故障すると、励起光源を新しいものに交換する必要が生じる。その際、本実施形態では、励起光源１２，１３を含む基板１０Ａが、新しい基板１０Ａに交換される。以下、その交換方法について説明する。図３は、この交換方法の各ステップを示すフローチャートである。また、図４〜図７は、この交換方法の一部のステップを説明するための斜視図である。
【００２７】
本方法では、まず、非常用信号光を生成する外部信号源を準備する（ステップＳ１１）。次に、信号光入力ポート２２にこの外部信号源を接続し、外部信号源から非常用信号光を信号光入力ポート２２に入力する（ステップＳ１２：非常入力ステップ）。そして、外部信号源からの非常用信号光の強度を徐々に高め、第１の所定値に近づける（ステップＳ１３）。このとき、光増幅用光ファイバ１１から出力される増幅後の光信号と非常用信号光とが重畳し、これらの光強度がフォトダイオード１４ｃによって検出される。また、制御部１８は、フォトダイオード１４ｃにおける検出結果が一定値に近づくように励起光源１２，１３の励起光強度を制御する。従って、非常用信号光の強度が高まると、その分だけ励起光強度が小さくなる。なお、この間、複数の信号光出力ポート２４からは非常用信号光が出力される。
【００２８】
その後、励起光強度が第２の所定値を下回るまで、非常用信号光の強度を徐々に高める。励起光強度が第２の所定値を下回ったこと（すなわち、励起光源１２，１３からの励起光の出力が停止していること）を確認できたら（ステップＳ１４、励起光停止ステップ）、図４に示されるように、光増幅モジュール１Ａを筐体１００から引き出す（ステップＳ１５）。これにより、光増幅モジュール１Ａの基板１０Ａと筐体１００側の配線基板との電気的な接続は解除される。続いて、図５に示されるように、ネジ２０ａを基板１０Ａから取り外す。そして、図６に示されるように、光ユニット２０Ａを基板１０Ａから離脱させる（ステップＳ１６：離脱ステップ）。このとき、基板１０Ａの信号光出力ポート１７と光ユニット２０Ａの信号光入力ポート２１との結合状態が解除される。
【００２９】
続いて、図７に示されるように、基板１０Ａを筐体１００から完全に抜き取る（ステップＳ１７）。そして、交換用の基板１０Ａを筐体１００のスロット途中まで挿入し（ステップＳ１８）、この交換用の基板１０Ａに上記光ユニット２０Ａをネジ２０ａによって取り付ける（ステップＳ１９：装着ステップ）。続いて、交換用の基板１０Ａを筐体１００に完全に挿入し、交換用の基板１０Ａと筐体１００の配線基板とを電気的に接続する（ステップＳ２０）。これにより、交換用の基板１０Ａにおいて励起光源１２，１３が励起光を出力可能な状態となる。
【００３０】
続いて、外部信号源から提供されている非常用信号光の強度を低下させる（ステップＳ２１）。このとき、交換用の基板１０Ａの制御部１８は、フォトダイオード１４ｃにおける検出強度を一定値に近づけようとするので、励起光源１２，１３から出力される励起光の強度を高める（励起光出力ステップ）。そして、光増幅モジュール１Ａのアラーム状態および励起光源１２，１３の状態を確認したのち（ステップＳ２２）、信号光入力ポート２２から外部信号源を取り外す（ステップＳ２３：取外しステップ）。以上のステップを経ることによって、光増幅モジュール１Ａから外部へ出力される信号光を停止することなく、基板１０Ａが交換される。
【００３１】
本実施形態の光増幅モジュール１Ａおよび交換方法によれば、励起光源１２，１３が故障した場合に、光増幅モジュール１Ａから外部へ出力される信号光を停止することなく、励起光源１２，１３を含む基板１０Ａを交換することができる。また、非常用信号光を得るために外部信号源を用いるので、この光増幅モジュール１Ａ自体は非常用の信号系統を備える必要がなく、送信装置の規模を小さく抑えることができる。
【００３２】
なお、信号光入力ポート２１及び２２と光スプリッタ２３とを結合する光カプラ２５に代えて、光スイッチが設けられても良い。この場合、基板１０Ａが交換される際には、光スプリッタ２３の入力端２３ａの結合先が信号光入力ポート２１から信号光入力ポート２２に切り替えられる。
【００３３】
（第１の変形例）
図８は、第１変形例に係る光増幅モジュール１Ｂの構成を示す図である。図８に示されるように、光増幅モジュール１Ｂは、基板１０Ｂと、光ユニット２０Ｂとを備えている。基板１０Ｂは、光増幅用光ファイバ１１、励起光源１２及び１３、フォトダイオード１４ａ及び１４ｃ、信号光入力ポート１６、信号光出力ポート１７、並びに制御部１８を有する。これらのうち、信号光入力ポート１６、フォトダイオード１４ａ、励起光源１２、及び光増幅用光ファイバ１１の一端１１ａの相互結合関係は第１実施形態と同様である。また、励起光源１３と光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂとの結合関係も第１実施形態と同様である。
【００３４】
光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂは、２つの光カプラ１９ｃ，１９ｅを介して信号光出力ポート１７と光学的に結合されている。光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂは、光カプラ１９ｅを介してフォトダイオード１４ｃと光学的に結合されており、フォトダイオード１４ｃは、光増幅用光ファイバ１１から出力される増幅後の信号光の強度を検出する。
【００３５】
光ユニット２０Ｂは、信号光出力ポート２６を有しない点を除き、第１実施形態の光ユニット２０Ａと同様の構成を有している。
【００３６】
光増幅モジュールは、本変形例のような構成を備えることによって、第１実施形態において説明した交換方法に好適に供されることができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３７】
（第２の変形例）
図９は、第２変形例に係る光増幅モジュール１Ｃの構成を示す図である。図９に示されるように、光増幅モジュール１Ｃは、基板１０Ｃと、光ユニット２０Ａとを備えている。基板１０Ｃは、励起光源１３を有しない点を除いて、第１実施形態の基板１０Ａと同様の構成を有する。また、光ユニット２０Ａの構成は第１実施形態と同一である。
【００３８】
本変形例のように、励起光源が光増幅用光ファイバ１１の一端１１ａ側にのみ設けられる場合であっても、第１実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
（第３の変形例）
図１０は、第３変形例に係る光増幅モジュール１Ｄの構成を示す図である。図１０に示されるように、光増幅モジュール１Ｄは、基板１０Ｄと、光ユニット２０Ａとを備えている。基板１０Ｄは、励起光源１２を有しない点を除いて、第１実施形態の基板１０Ａと同様の構成を有する。また、光ユニット２０Ａの構成は第１実施形態と同一である。
【００４０】
本変形例のように、励起光源が光増幅用光ファイバ１１の他端１１ｂ側にのみ設けられる場合であっても、第１実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４１】
（第４の変形例）
図１１は、第４変形例に係る光増幅モジュール１Ｅの構成を示す図である。図１１に示されるように、光増幅モジュール１Ｅは、基板１０Ｅと、光ユニット２０Ｅとを備えている。本変形例の基板１０Ｅは、第１実施形態のフォトダイオード１４ｃに代えて、電気信号を入力するためのコネクタ１０ｇを有する。また、光ユニット２０Ｅは、第１実施形態の光ユニット２０Ａの構成に加えて、フォトダイオード２７を有する。フォトダイオード２７は、光カプラ２５を介して信号光入力ポート２１及び２２に結合されており、信号光入力ポート２１から入力される増幅後の信号光、及び信号光入力ポート２２から入力される非常用信号光の光強度を検出する。フォトダイオード２７は、この光強度に応じた電気信号を、コネクタ１０ｇを介して制御部１８に提供する。
【００４２】
制御部１８は、フォトダイオード２７から取得したこの電気信号が所定値に近づくように、励起光源１２，１３の励起光の強さを制御するための制御信号を生成する。
【００４３】
本変形例のように、信号光強度を検出するフォトダイオードが光ユニット側に設けられる場合であっても、第１実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２実施形態に係る光増幅モジュール１Ｆの構成を示す図である。図１２に示されるように、光増幅モジュール１Ｆは、光ユニット３０Ａと、基板４０Ａとを有する。光ユニット３０Ａは、第１実施形態と同様に、基板４０Ａに対してネジによって取り付けられ、このネジの取り付け・取り外しが自在となっていることによって、基板４０Ａに対して着脱可能となっている。
【００４５】
図１２に示されるように、光ユニット３０Ａは、信号光入力ポート３１と、光増幅用光ファイバ３２と、光スプリッタ３３と、複数の信号光出力ポート３４と、３つの励起光入力ポート３５ａ，３５ｂ，及び３５ｃとを有する。また、基板４０Ａは、励起光源４１及び４２、フォトダイオード４３ａ〜４３ｃ、並びに制御部４４を有する。
【００４６】
信号光入力ポート３１は、光増幅モジュール１Ｆの外部に配置される信号源（光送信器）と光ファイバを介して結合され、信号源から信号光を入力する。また、励起光入力ポート３５ａ及び３５ｂは、本実施形態における第１の励起光入力ポートである。励起光入力ポート３５ａ及び３５ｂは、基板４０Ａに実装された励起光源４１及び４２（第１の励起光源）から通常動作用の励起光（以下、通常用励起光という）を受ける。励起光入力ポート３５ｃは、本実施形態における第２の励起光入力ポートである。励起光入力ポート３５ｃは、基板４０Ａの外部に設けられる励起光源（第２の励起光源）から非常動作用の励起光（以下、非常用励起光という）を受ける。なお、非常用励起光は、故障した基板４０Ａを新しい基板４０Ａに交換する際に、通常用励起光の代替として光ユニット３０Ａに入力される励起光である。
【００４７】
光増幅用光ファイバ３２は、例えばエルビウムといった希土類の元素が添加された光ファイバであり、一端３２ａ及び他端３２ｂを有する。一端３２ａは、２つの光カプラ３６ａ，３６ｂを介して信号光入力ポート３１と光学的に結合されており、一端３２ａには信号光が入力される。また、光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａは、光カプラ３６ｂを介して励起光入力ポート３５ａと光学的に結合されており、一端３２ａには通常用励起光が入力される。光増幅用光ファイバ３２の他端３２ｂは、２つの光カプラ３６ｃ，３６ｄを介して光スプリッタ３３の入力端３３ａと光学的に結合されている。また、他端３２ｂは、２つの光カプラ３６ｃ及び３６ｅを介して励起光入力ポート３５ｂ，３５ｃと光学的に結合されており、他端３２ｂには通常用励起光と非常用励起光とが入力される。光増幅用光ファイバ３２は、一端３２ａ及び他端３２ｂに励起光を受けることにより、一端３２ａから入力された信号光を増幅して他端３２ｂから出力する。
【００４８】
光スプリッタ３３は、一つの入力端３３ａと、複数の出力端３３ｂとを有する。光スプリッタ３３は、入力端３３ａに入力された増幅後の信号光を複数の出力端３３ｂに分岐する。複数の出力端３３ｂそれぞれは、複数の信号光出力ポート３４それぞれと光学的に結合されており、分岐された増幅後の信号光は、複数の信号光出力ポート３４から外部へ出力される。
【００４９】
なお、信号光入力ポート３１には、光カプラ３６ａを介して信号光入力ポート３５ｄが結合されている。信号光入力ポート３５ｄには、基板４０Ａに実装されたフォトダイオード４３ａが光結合される。フォトダイオード４３ａは、信号光入力ポート３１に入力された信号光の強度を検出する。また、光増幅用光ファイバ３２の他端３２ｂには、光カプラ３６ｄを介して信号光出力ポート３５ｅが結合されている。信号光出力ポート３５ｅには、基板４０Ａに実装されたフォトダイオード４３ｂが光結合される。フォトダイオード４３ｂは、他端３２ｂから出力された増幅後の信号光の強度を検出する。また、光スプリッタ３３の入力端３３ａには、光カプラ３６ｄを介して反射光強度モニタ用ポート３５ｆが結合されている。反射光強度モニタ用ポート３５ｆには、基板４０Ａに実装されたフォトダイオード４３ｃが光結合される。フォトダイオード４３ｃは、光スプリッタ３３及び信号光出力ポート３４において反射した光の強度を検出する。
【００５０】
基板４０Ａは、２つの励起光出力ポート４５ａ及び４５ｂと、３つの信号光入力ポート４５ｃ〜４５ｅとを有する。励起光出力ポート４５ａ及び４５ｂそれぞれは、励起光源４１及び４２それぞれと結合されており、光ユニット３０Ａの励起光入力ポート３５ａ及び３５ｂそれぞれに励起光を提供する。また、信号光入力ポート４５ｃ〜４５ｅそれぞれは、フォトダイオード４３ａ〜４３ｃそれぞれと結合されている。信号光入力ポート４５ｃ〜４５ｅそれぞれは、光ユニット３０Ａの信号光出力ポート３５ｄ，３５ｅ及び反射光強度モニタ用ポート３５ｆそれぞれから信号光または反射光を受け、これらの信号光または反射光をフォトダイオード４３ａ〜４３ｃそれぞれに提供する。
【００５１】
制御部４４は、励起光源４１，４２の励起光の強さを制御するための制御信号を生成する。制御部４４は、増幅後の信号光の強度に関する電気信号をフォトダイオード４３ｂから取得し、この検出信号に基づいて、増幅後の信号光の強度が所定値に近づくように上記制御信号を生成する。
【００５２】
以上の構成を備える光増幅モジュール１Ｆの励起光源４１，４２の何れかが故障すると、励起光源を新しいものに交換する必要が生じる。その際、本実施形態では、励起光源４１，４２を含む基板４０Ａが、新しい基板４０Ａに交換される。以下、その交換方法について説明する。図１３は、この交換方法の各ステップを示すフローチャートである。
【００５３】
本方法では、まず、非常用励起光を生成する外部励起光源を準備する（ステップＳ３１）。次に、励起光入力ポート３５ｃにこの外部励起光源を接続し、外部励起光源から非常用励起光を励起光入力ポート３５ｃに入力する（ステップＳ３２：非常入力ステップ）。そして、外部励起光源からの非常用励起光の強度を徐々に高め、第１の所定値に近づける（ステップＳ３３）。このとき、励起光源４１，４２から入力される通常用励起光と、外部励起光源から入力される非常用励起光とが重畳し、これらの励起光に応じて増幅された信号光強度がフォトダイオード４３ｂによって検出される。また、制御部４４は、フォトダイオード４３ｂにおける検出強度が一定値に近づくように励起光源４１，４２の励起光強度を制御する。従って、非常用励起光の強度が高まると、その分だけ通常用励起光の強度が小さくなる。
【００５４】
その後、通常用励起光の強度が第２の所定値を下回るまで、非常用励起光の強度を徐々に高める。通常用励起光の強度が第２の所定値を下回ったこと（すなわち、励起光源４１，４２からの励起光の出力が停止していること）を確認できたら（ステップＳ３４、励起光停止ステップ）、図４と同様にして、光増幅モジュール１Ｆを筐体から引き出す（ステップＳ３５）。これにより、光増幅モジュール１Ｆの基板４０Ａと筐体側の配線基板との電気的な接続は解除される。続いて、図５と同様にして、光増幅モジュール１Ｆのネジを基板４０Ａから取り外す。そして、図６と同様にして、光ユニット３０Ａを基板４０Ａから離脱させる（ステップＳ３６：離脱ステップ）。このとき、光ユニット３０Ａの励起光入力ポート３５ａ及び３５ｂと基板４０Ａの励起光出力ポート４５ａ及び４５ｂとの結合状態、並びに光ユニット３０Ａの信号光出力ポート３５ｄ及び３５ｅと基板４０Ａの信号光入力ポート４５ｃ及び４５ｄとの結合状態が解除される。
【００５５】
続いて、図７と同様にして、基板４０Ａを筐体から完全に抜き取る（ステップＳ３７）。そして、交換用の基板４０Ａを筐体のスロット途中まで挿入し（ステップＳ３８）、この交換用の基板４０Ａに上記光ユニット３０Ａをネジによって取り付ける（ステップＳ３９：装着ステップ）。続いて、交換用の基板４０Ａを筐体に完全に挿入し、交換用の基板４０Ａと筐体の配線基板とを電気的に接続する（ステップＳ４０）。これにより、交換用の基板４０Ａにおいて励起光源４１，４２が励起光を出力可能な状態となる。
【００５６】
続いて、外部励起光源から提供されている非常用励起光の強度を低下させる（ステップＳ４１）。このとき、交換用の基板４０Ａの制御部４４は、フォトダイオード４３ｂにおける検出強度を一定値に近づけようとするので、励起光源４１，４２から出力される励起光の強度を高める（励起光出力ステップ）。そして、光増幅モジュール１Ｆのアラーム状態および励起光源４１，４２の状態を確認したのち（ステップＳ４２）、励起光入力ポート３５ｃから外部励起光源を取り外す（ステップＳ４３：取外しステップ）。以上のステップを経ることによって、光増幅モジュール１Ｆから外部へ出力される信号光を停止することなく、基板４０Ａが交換される。
【００５７】
本実施形態の光増幅モジュール１Ｆおよび交換方法によれば、励起光源４１，４２が故障した場合に、光増幅モジュール１Ｆから外部へ出力される信号光を停止することなく、励起光源４１，４２を含む基板４０Ａを交換することができる。また、非常用励起光を得るために外部励起光源を用いるので、この光増幅モジュール１Ｆ自体は非常用の信号系統を備える必要がなく、送信装置の規模を小さく抑えることができる。
【００５８】
なお、励起光入力ポート３５ｂ及び３５ｃと光増幅用光ファイバ３２の他端３２ｂとを結合する光カプラ３６ｅに代えて、光スイッチが設けられても良い。この場合、基板４０Ａが交換される際には、光増幅用光ファイバ３２の他端３２ｂの結合先が励起光入力ポート３５ｂから励起光入力ポート３５ｃに切り替えられる。
【００５９】
（第５の変形例）
図１４は、第５変形例に係る光増幅モジュール１Ｇの構成を示す図である。図１４に示されるように、光増幅モジュール１Ｇは、光ユニット３０Ｂと、基板４０Ａとを備えている。基板４０Ａの構成は第２実施形態と同一である。また、光ユニット３０Ｂは、次の点を除いて、第２実施形態の光ユニット３０Ａと同様の構成を有する。すなわち、本変形例の光ユニット３０Ｂは、第２実施形態の励起光入力ポート３５ｃに代えて、励起光入力ポート３５ｇを有する。励起光入力ポート３５ｇは、外部励起光源から非常用励起光を受けるためのポートである。励起光入力ポート３５ｇは、励起光入力ポート３５ａと共に、光カプラ３６ｆを介して光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａと光学的に結合されている。従って、本変形例では、非常用励起光が光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａに入力される。
【００６０】
本変形例のように、非常用励起光のための励起光入力ポートが光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａ側に設けられている場合であっても、第２実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６１】
（第６の変形例）
図１５は、第６変形例に係る光増幅モジュール１Ｈの構成を示す図である。図１５に示されるように、光増幅モジュール１Ｈは、光ユニット３０Ｃと、基板４０Ｃとを備えている。光ユニット３０Ｃの構成は、励起光入力ポート３５ａを有しない点を除いて、第２実施形態の光ユニット３０Ａと同様である。また、基板４０Ｃの構成は、励起光源４１及び励起光出力ポート４５ａを有しない点を除いて、第２実施形態の基板４０Ａと同様である。
【００６２】
本変形例のように、通常用の励起光源が光増幅用光ファイバ３２の他端３２ｂ側にのみ設けられる場合であっても、第２実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
（第７の変形例）
図１６は、第７変形例に係る光増幅モジュール１Ｊの構成を示す図である。図１６に示されるように、光増幅モジュール１Ｊは、光ユニット３０Ｄと、基板４０Ｄとを備えている。光ユニット３０Ｄの構成は、励起光入力ポート３５ｂを有しない点を除いて、第５変形例の光ユニット３０Ｂ（図１４を参照）と同様である。また、基板４０Ｄの構成は、励起光源４２及び励起光出力ポート４５ｂを有しない点を除いて、第２実施形態の基板４０Ａと同様である。
【００６４】
本変形例のように、通常用の励起光源が光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａ側にのみ設けられる場合であっても、第２実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６５】
（第８の変形例）
図１７は、第８変形例に係る光増幅モジュール１Ｋの構成を示す図である。図１７に示されるように、光増幅モジュール１Ｋは、光ユニット３０Ｅと、基板４０Ａとを備えている。光ユニット３０Ｅは、第２実施形態の光ユニット３０Ａの構成に加えて、第５変形例（図１４を参照）における励起光入力ポート３５ｇ及び光カプラ３６ｆを更に有する。すなわち、光ユニット３０Ｅでは、光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａおよび他端３２ｂの双方に対し、非常用励起光の入力が可能となっている。また、基板４０Ａの構成は、第２実施形態と同一である。
【００６６】
本変形例のように、非常用励起光を光増幅用光ファイバ３２の一端３２ａ及び他端３２ｂの双方に入力可能な構成であっても、第２実施形態において説明した交換方法を好適に行うことができ、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１Ａ〜１Ｋ…光増幅モジュール、１０Ａ〜１０Ｅ，４０Ａ〜４０Ｄ…基板、１０ｆ…配線基板、１０ｇ…コネクタ、１１，３２…光増幅用光ファイバ、１２，１３，４１，４２…励起光源、１４ａ〜１４ｃ，２７，４３ａ〜４３ｃ…フォトダイオード、１５，１６，３１…信号光入力ポート、１７…信号光出力ポート、１８，４４…制御部、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｅ，３０Ａ〜３０Ｅ…光ユニット、２１，２２…信号光入力ポート、２３，３３…光スプリッタ、２４，３４…信号光出力ポート、３５ａ〜３５ｃ…励起光入力ポート。
【図１】
0005670150.tif 000002
【図２】
0005670150.tif 000003
【図３】
0005670150.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005670150.tif 000006
【図６】
0005670150.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005670150.tif 000009
【図９】
0005670150.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005670150.tif 000013
【図１３】
0005670150.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005670150.tif 000016
【図１６】
0005670150.tif 000017
【図１７】
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