(57)【要約】【課題】多重波長数の大きな変動や伝送路損失の変動等に対して最適な制御応答速度が得られるようにする。【解決手段】入力光ＬＩＮを光増幅用光ファイバ３により増幅して出力光ＬＯＵＴとして出力すると共に、その出力光ＬＯＵＴを負帰還をかけて利得が一定となるように制御する。互いに異なる負帰還利得と互いに異なる帰還時定数とを有する複数の誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎを設ける。出力光ＬＯＵＴの強度と入力光ＬＩＮの強度とから現在利得を算出し、その現在利得に応じて誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎのうちの一つを選択して使用する。【選択図】　図１
2004111724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅手段により入力光を増幅して出力光を得ると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器において、
前記入力光の強度に応じた入力光強度信号を生成する入力光強度信号生成手段と、
前記出力光の強度に応じた出力光強度信号を生成する出力光強度信号生成手段と、
前記出力光強度信号と前記入力光強度信号とから現在利得を算出する利得算出手段と、
前記現在利得と所定の基準利得との誤差を増幅して利得誤差信号を生成する誤差増幅手段と、
前記利得誤差信号の不要成分を除去して、当該光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するフィルタ手段と、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更する利得・時定数変更手段と
を備えてなることを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含んでおり、前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成され、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項５】
前記誤差増幅手段が、異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が、異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを含む請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成され、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて前記誤差増幅・フィルタ回路の利得値と時定数を変更する請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項８】
前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項９】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記入力信号光強度信号を用いて制御される請求項１〜８のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項１０】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記出力信号光強度信号を用いて制御される請求項１〜８のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項１１】
光増幅手段により入力光を増幅して出力光を得ると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器の制御方法において、
前記出力光の強度と前記入力光の強度とから現在利得を算出するステップと、誤差増幅手段により前記現在利得と所定の基準利得の誤差を増幅して利得誤差信号を生成するステップと、
フィルタ手段により前記利得誤差信号の不要成分を除去して、前記光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するステップとを備え、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更することを特徴とする光増幅器の制御方法。
【請求項１２】
前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される請求項１１に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１３】
前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含んでおり、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１４】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成され、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１５】
前記誤差増幅手段が、異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が、異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１６】
前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数を変更する際に、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを使用する請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１７】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１８】
前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む請求項１１または１２に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項１９】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記入力信号光強度信号を用いて制御される請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項２０】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記出力信号光強度信号を用いて制御される請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
【請求項２１】
光増幅手段により入力光を増幅して出力光として出力すると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器の制御装置において、
前記出力光の強度と前記入力光の強度とから現在利得を算出する利得算出手段と、
前記現在利得と所定の基準利得との誤差を増幅して利得誤差信号を生成する誤差増幅手段と、
前記利得誤差信号の不要成分を除去して、前記光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するフィルタ手段と、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更する利得・時定数変更手段と
を備えてなることを特徴とする光増幅器の制御装置。
【請求項２２】
前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される請求項２１に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２３】
前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含んでおり、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２４】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成され、
前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２５】
前記誤差増幅手段が、異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が、異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２６】
前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数を変更する際に、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを使用する請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２７】
前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２８】
前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む請求項２１または２２に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項２９】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記入力信号光強度信号を用いて制御される請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項３０】
前記利得算出手段による前記現在利得の算出が、前記出力信号光強度信号を用いて制御される請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項３１】
光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路に光学的に接続された、請求項１〜１０のいずれか１項に記載された光増幅器と
を備えてなる光伝送システム。
【請求項３２】
前記光ファイバ伝送路の一端に光学的に接続された光送信手段と、
前記光ファイバ伝送路の他端に光学的に接続された光受信手段と
をさらに備えている請求項３１に記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を増幅する技術に関し、さらに言えば、波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）して得られるＷＤＭ信号光を増幅するのに好適に使用できる光増幅器、その制御方法および装置、並びに光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ）技術は、波長の異なる複数の信号光を多重化して伝送することにより、伝送容量を高めるのに好適である。よって、高伝送容量の光通信システムに利用されることが多い。また、ＷＤＭを利用した光通信システムでは、長距離にわたる伝送によって生じる信号光の伝送損失を補償するため、その中継局などにおいて光増幅器が使用されるのが一般的である。
【０００３】
近年、光通信分野では、伝送容量増大のために多重化する波長数（多重波長数）の増加の要求がますます強くなり、その要求に対応するために１００波を超える波長を多重化したＷＤＭ装置も見られるようになってきている。このように、近年のＷＤＭ装置では、多重波長数が一波から百数十波まで及んでおり、その場合の入力ＷＤＭ信号光の光強度のダイナミックレンジは二十数ｄＢにまで達している。従って、このようなＷＤＭ装置で使用される光増幅器は、このような広いダイナミックレンジに対応できることが必要である。これは、光増幅器のダイナミックレンジ拡大に関する静的な要求と言うことができる。
【０００４】
他方、ＷＤＭを利用した光伝送システムは高価であるため、可能な限り局間距離を伸ばして中継局数を極力減らすことが求められる。しかし、局間距離を伸ばすと、局間に敷設されている光ファイバ伝送路の環境に起因する損失特性の変動が累積して過大となるから、中継局に設けられた光増幅器への入力ＷＤＭ信号光の強度の経時変化が大きくなる、という難点が生じる。よって、ＷＤＭ装置で使用する光増幅器には、この面からもダイナミックレンジ拡大の要求があることが分かる。これは、光増幅器のダイナミックレンジ拡大に関する動的な要求であると言える。
【０００５】
このように、近年のＷＤＭ光伝送システムで使用される光増幅器に対する、入力ＷＤＭ信号光強度のダイナミックレンジ拡大の要求は、静的にも動的にも増加しつつあるのである。
【０００６】
図１０は、ＷＤＭ光伝送システムで使用される従来の光増幅器１５０の構成の一例を示す機能ブロック図である。この光増幅器１５０の制御は、利得を監視してその利得を一定に保つように光ファイバ増幅器用の励起光源に対して負帰還をかける、というものである。（当該先行技術は文献公知発明に係るものではない。）
この光増幅器１５０は、図１０に示すように、光学部と制御部に分けられる。光学部は、入力コネクタ１０１、光分岐器１０２、増幅手段として機能するＥｒ（エルビウム）添加光ファイバ１０３、光分岐器１０４、出力コネクタ１０５、光検出器１０６、励起光源１０７および光検出器１０８を備えている。制御部は、入力光強度検出回路１０９、利得算出回路１１０、利得設定回路１１１、誤差増幅・フィルタ回路１１２、光源駆動回路１１３および出力光強度検出回路１１４を備えている。
【０００７】
入力コネクタ１０１は、当該光増幅器１５０と光ファイバ伝送路（図示せず）との接続に使用されるもので、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの入力端として機能する。
【０００８】
光分岐器１０２は、入力コネクタ１０１を介して入力された入力ＷＤＭ光ＬＩＮの一部を分岐し、得られた分岐光ＬＩＮを光検出器１０６に送る。光検出器１０６は、送られて来た分岐光ＬＩＮの強度を検出し、それに応じた電気信号Ｓ１０６を生成して入力光強度検出回路１０９に送る。光分岐器１０２を通過した大部分の入力ＷＤＭ光ＬＩＮは、Ｅｒ添加光ファイバ１０３に送られる。
【０００９】
Ｅｒ添加光ファイバ１０３は、光分岐器１０２を通過した入力ＷＤＭ光ＬＩＮを所定利得で増幅し、得られた増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡを光分岐器１０４に送る。
【００１０】
光分岐器１０４は、増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡの一部を分岐し、得られた分岐光ＬＩＮＡを光検出器１０８に送る。光検出器１０８は、送られて来た分岐光ＬＩＮＡの強度を検出し、それに応じた電気信号Ｓ１０８を生成して出力光強度検出回路１１４に送る。光分岐器１０４を通過した大部分の増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡは、出力光ＬＯＵＴとして出力コネクタ１０５より出力される。
【００１１】
出力コネクタ１０５は、当該光増幅器１５０と光ファイバ伝送路（図示せず）との接続に使用されるもので、出力光ＬＯＵＴの出力端として機能する。
【００１２】
励起光源１０７は、光源駆動回路１１３により駆動されてＥｒ添加光ファイバ１０３に所定の励起光ＬＤＲを供給し、Ｅｒ添加光ファイバ１０３を所定の励起状態にする。Ｅｒ添加光ファイバ１０３は、この励起状態において光増幅作用を発揮するからである。
【００１３】
入力光強度検出回路１０９は、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの強度を検出する光検出器１０６から出力される電気信号Ｓ１０６に基づいて、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの強度に応じた電気信号（入力光強度信号）Ｓ１０９を生成し、利得算出回路１１０に送る。
【００１４】
出力光強度検出回路１１４は、出力ＷＤＭ光ＬＯＵＴの強度を検出する光検出器１０８から出力される電気信号Ｓ１０８に基づいて、出力ＷＤＭ光ＬＯＵＴの強度に応じた電気信号（出力光強度信号）Ｓ１１４を生成し、利得算出回路１１０に送る。
【００１５】
利得算出回路１１０は、入力された入力光強度信号Ｓ１０９と出力光強度信号Ｓ１１４を利用して「実測利得」を算出し、算出した実測利得に対応する電気信号（利得信号）Ｓ１１０を誤差増幅・フィルタ回路１１２に出力する。
【００１６】
利得設定回路１１１は、基準となる利得（基準利得）の値を設定しておくための回路である。利得設定回路１１１は、設定された基準利得に対応する基準利得信号Ｓ１１１を誤差増幅・フィルタ回路１１２に送る。
【００１７】
誤差増幅・フィルタ回路１１２は、利得信号Ｓ１１０に対応する実測（現在）利得の値と基準利得の値との誤差を増幅した後、増幅した誤差信号の中から高周波成分を除去して直流分を光源制御信号Ｓ１１２として光源駆動回路１１３に出力する。誤差増幅・フィルタ回路１１２は、所定の負帰還利得と帰還時定数を有している。
【００１８】
従来の光増幅器１５０は以上のような構成を有するものであり、入力光強度信号Ｓ１０９と出力光強度信号Ｓ１１４を介して現在利得を監視しながら、励起光源１０７に対して負帰還をかけて、当該増幅器１５０の利得が常に一定に保たれるように制御している。
【００１９】
本発明に関連する他の従来技術としては、例えば次のようなものがある。
【００２０】
【特許文献１】
特開平１１−２２０１９６号公報（第１−１２頁、図１、図４）
【特許文献２】
特開平１１−２６６０４７号公報（第１−５頁、図２、図３）
【特許文献３】
特開平２００１−９４１８１号公報（第１−１０頁、図１、図５）
特許文献１（特開平１１−２２０１９６号公報）には、入力信号数が増減しても各波長の信号光の利得を一定に制御できる光増幅器が開示されている。ＷＤＭ信号光の数が増加すると全入力信号光量が増加するため、各波長の信号光の利得が減少する。逆に、ＷＤＭ信号光の数が減少すると全入力信号光量が減少するため、各波長の信号光の利得が増加する。このため、ＷＤＭ信号光の数の変化によって光増幅器の利得が変動し、伝送特性が劣化してしまう。この問題点を解消するため、当該公報に開示された光増幅器では、（ａ）ＷＤＭ信号光の増幅前後の光量を比較し、光増幅媒体（例えば、エルビウム添加光ファイバ）を励起するための励起光の光量を各信号光の利得変動の平均値が最小になるように制御する、（ｂ）光増幅媒体の励起光の光量を、当該光増幅媒体の全入力光の光量と全出力光の光量の比が一定値になるように制御する、あるいは（ｃ）光増幅媒体の励起光の光量を、ＷＤＭ信号光と共に当該光増幅媒体に入力される制御用信号光（モニタ信号光）の増幅前後の光量の比（利得）が一定値となるように制御する。こうすることにより、光増幅器の利得の変動を抑制している。
【００２１】
特許文献２（特開平１１−２６６０４７号公報）には、利得傾斜を調節しうる光増幅器が開示されている。ここに「利得傾斜」とは、ＷＤＭ信号光中の各信号光の波長に応じて利得が増加したり減少したりすることをいう。この光増幅器は、信号光を増幅する光増幅媒体と、当該光増幅媒体に所定のポンプ（励起）光を供給するポンプ（励起）光源と、前記光増幅媒体と前記ポンプ光源の間に光学的に接続され、温度に依存した波長依存性を有する光フィルタと、制御信号にしたがって前記光フィルタの温度を制御する制御ユニットとを備えている。前記制御ユニットにより前記光フィルタの温度を変えると、当該光フィルタの波長選択性が変わるので、前記ポンプ光の中心波長が変化する。このため、前記光増幅媒体における利得の波長依存性に応じて前記光フィルタの温度を変えることにより、当該光増幅器の利得傾斜を調節することが可能となる。
【００２２】
特許文献３（特開平２００１−９４１８１号公報）には、ＷＤＭ信号光中の信号光の波長分布が変動しても精度良く利得を一定化できる光増幅器が開示されている。この光増幅器では、ＷＤＭ信号光の入力パワーと当該ＷＤＭ信号光中の信号光の波長分布を検出し、それら検出結果に基づいて光増幅手段を励起するための励起光のパワーを算出する。そして、算出した励起光パワーにしたがって、前記励起光を光増幅手段に供給する励起手段を制御することにより、前記光増幅手段の利得を制御する。このため、ＷＤＭ信号光中の信号光の波長分布が変動しても精度良く利得を一定化することができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示した従来の光増幅器１５０では、利得を監視してその利得が常に一定になるように光ファイバ増幅器用の励起光源１０７に対して負帰還をかけている。このため、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの強度レベルの変化が非常に大きくなると（例えば、１０〜２０ｄＢ程度の変化が生じると）、それに応じて（ａ）出力光ＬＯＵＴの強度を変えるために励起光源１０７の負荷が大きく変動する、（ｂ）Ｅｒ添加光ファイバ１０３の動作点の変動によりその励起状態が変化して、制御部の周波数特性がずれてしまう、という問題が生じる。
【００２４】
（ａ）の励起光源１０７の負荷の動的変動に対しては、回路的に対応が可能である。しかし、制御部の負帰還利得と帰還時定数は固定であるから、（ｂ）の周波数特性の動的変動に対応するには、制御部の周波数特性の「最悪条件」、すなわち「位相余裕と利得余裕がとれなくなる制御応答速度」に適合するように、負帰還利得と帰還時定数を設定しなければならない。従って、場合によっては、実際に可能な制御応答速度よりも一桁以上遅い応答速度になってしまう、という問題が生じる。
【００２５】
また、仮にこのような遅い制御応答速度を許容したとしても、百数十波の波長を含む入力ＷＤＭ信号に対してはダイナミックレンジが二十数ｄＢにも及ぶため、多重波長数の変更に伴う入力ＷＤＭ信号光の強度変化に対応することはできない、という問題がある。
【００２６】
特許文献１（特開平１１−２２０１９６号公報）に開示された光増幅器では、入力ＷＤＭ信号光の数が増減しても各波長の信号光の利得を一定に制御できるが、上述した（ｂ）Ｅｒ添加光ファイバ１０３の動作点の変動による制御部の周波数特性のずれを解消することはできない。
【００２７】
特許文献２（特開平１１−２６６０４７号公報）に開示された光増幅器では、温度に依存した波長依存性を有する光フィルタを使用しており、光増幅媒体における利得の波長依存性に応じて前記光フィルタの温度を変えることにより、光増幅器の利得傾斜を調節している。しかし、この光増幅器においても、上述した（ｂ）Ｅｒ添加光ファイバ１０３の動作点の変動による制御部の周波数特性のずれを解消することはできない。
【００２８】
特許文献３（特開平２００１−９４１８１号公報）に開示された光増幅器では、ＷＤＭ信号光の入力パワーと当該ＷＤＭ信号光中の信号光の波長分布を検出し、その検出結果に基づいて励起光パワーひいては励起手段を制御しているため、ＷＤＭ信号光中の信号光の波長分布が変動しても精度良く利得を一定化することができる。しかし、この光増幅器においても、上述した（ｂ）Ｅｒ添加光ファイバ１０３の動作点の変動による制御部の周波数特性のずれを解消することはできない。
【００２９】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、多重波長数の大きな変動、伝送路損失の変動等に起因する入力ＷＤＭ信号光の大きな光強度の変動（例えば、光強度のダイナミックレンジが二十数ｄＢに及ぶような場合）があっても、その変動に対して最適な制御応答速度が得られる光増幅器と、その制御法および装置並びに光伝送システムを提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、入力ＷＤＭ光の多重波長数に対する制限を緩和できる光増幅器と、その制御法および装置並びに光伝送システムを提供することにある。
【００３１】
本発明のさらに他の目的は、入力ＷＤＭ光の急激な強度変化に対する応答速度を高速化できる光増幅器と、その制御法および装置並びに光伝送システムを提供することにある。
【００３２】
ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明および添付図面から明らかになる。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
（１）　本発明の光増幅器は、
光増幅手段により入力光を増幅して出力光を得ると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器において、
前記入力光の強度に応じた入力光強度信号を生成する入力光強度信号生成手段と、
前記出力光の強度に応じた出力光強度信号を生成する出力光強度信号生成手段と、
前記出力光強度信号と前記入力光強度信号とから現在利得を算出する利得算出手段と、
前記現在利得と所定の基準利得との誤差を増幅して利得誤差信号を生成する誤差増幅手段と、
前記利得誤差信号の不要成分を除去して、当該光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するフィルタ手段と、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更する利得・時定数変更手段と
を備えてなることを特徴とするものである。
【００３４】
（２）　本発明の光増幅器では、前記出力光強度信号と前記入力光強度信号とから現在利得を前記利得算出手段で算出し、前記誤差増幅手段で前記現在利得と所定の基準利得の誤差を増幅して利得誤差信号を生成する。そして、前記フィルタ手段で前記利得誤差信号の不要成分を除去して、当該光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成する。前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数は、利得・時定数変更手段により、前記現在利得に応じてそれぞれ好適な値に変更される。
【００３５】
このため、多重波長数の大きな変動や伝送路損失の変動等に起因する入力ＷＤＭ信号光の大きな光強度の変動が生じた時には、前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数が、前記現在利得に応じて適宜、好適な値に変更される。よって、入力ＷＤＭ光の急激な強度変化に対する応答速度を高速化することができると共に、このような場合にも最適な制御応答速度が得られる。その結果、入力ＷＤＭ光の多重波長数に対する制限を緩和することができる。
【００３６】
（３）　本発明の光増幅器の好ましい例では、前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される。
【００３７】
本発明の光増幅器の他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００３８】
本発明の光増幅器のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００３９】
本発明の光増幅器のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。
【００４０】
本発明の光増幅器のさらに他の好ましい例では、前記利得・時定数変更手段が、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを含む。
【００４１】
本発明の光増幅器のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて前記誤差増幅・フィルタ回路の利得値と時定数を変更する。
【００４２】
本発明の光増幅器のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む。
【００４３】
なお、前記利得算出手段による前記現在利得の算出は、前記入力信号光強度信号あるいは前記出力信号光強度信号を用いて制御されるのが好ましい。
【００４４】
（４）　本発明の光増幅器の制御方法は、
光増幅手段により入力光を増幅して出力光を得ると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器の制御方法において、
前記出力光の強度と前記入力光の強度とから現在利得を算出するステップと、誤差増幅手段により前記現在利得と所定の基準利得の誤差を増幅して利得誤差信号を生成するステップと、
フィルタ手段により前記利得誤差信号の不要成分を除去して、前記光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するステップとを備え、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更することを特徴とするものである。
【００４５】
（５）　本発明の光増幅器の制御方法では、（２）で上述した本発明の光増幅器の場合と実質的に同じ理由により、本発明の光増幅器の場合と同じ効果が得られる。すなわち、本発明の光増幅器の制御方法では、前記出力光の強度と前記入力光の強度とから現在利得を算出し、誤差増幅手段で前記現在利得と所定の基準利得の誤差を増幅して利得誤差信号を生成する。そして、フィルタ手段で前記利得誤差信号の不要成分を除去して、当該光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成する。前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数は、前記現在利得に応じてそれぞれ好適な値に変更される。
【００４６】
このため、多重波長数の大きな変動や伝送路損失の変動等に起因する入力ＷＤＭ信号光の大きな光強度の変動が生じた時には、前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数が、前記現在利得に応じて適宜、好適な値に変更される。よって、入力ＷＤＭ光の急激な強度変化に対する応答速度を高速化することができると共に、このような場合にも最適な制御応答速度が得られる。その結果、入力ＷＤＭ光の多重波長数に対する制限を緩和することができる。
【００４７】
（６）　本発明の光増幅器の制御方法の好ましい例では、前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される。
【００４８】
本発明の光増幅器の制御方法の他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００４９】
本発明の光増幅器の制御方法の他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００５０】
本発明の光増幅器の制御方法のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が、異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が、異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。
【００５１】
本発明の光増幅器の制御方法のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数を変更する際に、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを使用する。
【００５２】
本発明の光増幅器の制御方法のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。
【００５３】
本発明の光増幅器の制御方法のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む。
【００５４】
なお、前記現在利得の算出は、前記入力信号光強度信号あるいは前記出力信号光強度信号を用いて制御されるのが好ましい。
【００５５】
（７）　本発明の光増幅器の制御装置は、
光増幅手段により入力光を増幅して出力光として出力すると共に、その出力光に負帰還をかけて利得が一定となるように制御する光増幅器の制御装置において、
前記出力光の強度と前記入力光の強度とから現在利得を算出する利得算出手段と、
前記現在利得と所定の基準利得との誤差を増幅して利得誤差信号を生成する誤差増幅手段と、
前記利得誤差信号の不要成分を除去して、前記光増幅器の利得を一定に制御するための利得制御信号を生成するフィルタ手段と、
前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数をそれぞれ好適な値に変更する利得・時定数変更手段と
を備えてなることを特徴とするものである。
【００５６】
（８）　本発明の光増幅器の制御装置は、カテゴリーの違いを除けば、（４）で上述した本発明の光増幅器の制御方法の発明特定事項と実質的に同一の発明特定事項を有するものであるから、同制御方法の場合と同じ効果が得られることが明らかである。
【００５７】
（９）　本発明の光増幅器の制御装置の好ましい例では、前記光増幅手段が、励起光の供給を受けて前記入力光の増幅を行う光増幅媒体と、前記励起光を制御する励起光制御手段とを含んでおり、前記利得制御信号は前記励起光を制御するために使用される。
【００５８】
本発明の光増幅器の制御装置の他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含むと共に、前記フィルタ手段が異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて、複数の前記誤差増幅回路のうちの一つと複数の前記フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００５９】
本発明の光増幅器の制御装置のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、異なる利得値と異なる時定数を持つ複数の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。前記利得・時定数変更手段は、前記現在利得に応じて複数の前記誤差増幅・フィルタ回路のうちの一つを選択する。
【００６０】
本発明の光増幅器の制御装置のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が、異なる利得値を持つ複数の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が、異なる時定数を持つ複数のフィルタ回路を含む。
【００６１】
本発明の光増幅器の制御装置のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段の利得および前記フィルタ手段の時定数を変更する際に、前記現在利得に応じて前記誤差増幅手段の利得を変更する第１スイッチと、前記現在利得に応じて前記フィルタ手段の時定数を変更する第２スイッチとを使用する。
【００６２】
本発明の光増幅器の制御装置のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段および前記フィルタ手段が、利得値および時定数が可変の単一の誤差増幅・フィルタ回路を含んで構成される。
【００６３】
本発明の光増幅器の制御装置のさらに他の好ましい例では、前記誤差増幅手段が利得値が可変の誤差増幅回路を含み、前記フィルタ手段が時定数が可変のフィルタ回路を含む。
【００６４】
なお、前記現在利得の算出は、前記入力信号光強度信号あるいは前記出力信号光強度信号を用いて制御されるのが好ましい。
【００６５】
（１０）　本発明の光伝送システムは、
光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路に光学的に接続された、上記（１）または（３）に記載された本発明のいずれかの光増幅器とを備えてなるものである。
【００６６】
（１１）　本発明の光伝送システムは、上記（１）または（３）に記載されたいずれかの光増幅器を含むので、当該光増幅器と同じ効果が得られる。
【００６７】
（１２）　本発明の光伝送システムの好ましい例では、前記光ファイバ伝送路の一端に光学的に接続された光送信手段と、前記光ファイバ伝送路の他端に光学的に接続された光受信手段とをさらに備える。
【００６８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら具体的に説明する。
【００６９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の光増幅器５０の構成を示す機能ブロック図である。
【００７０】
この光増幅器５０は、ＷＤＭ光伝送システムで使用されるものであり、図１に示すように、光学部と制御部に分けられる。光学部は、入力コネクタ１、光分岐器２、増幅手段として機能するＥｒ添加光ファイバ３、光分岐器４、出力コネクタ５、光検出器６、励起光源７および光検出器８を備えている。制御部すなわち、光増幅器５０の制御装置は、入力光強度検出回路９、利得算出回路１０、利得設定回路１１、ｎ個の誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎ、光源駆動回路１３、出力光強度検出回路１４および最適回路選択スイッチ回路１５を備えている。制御部は、利得を監視してその利得を一定に保つように、光ファイバ増幅器すなわちＥｒ添加光ファイバ３用の励起光源７に対して負帰還をかける。
【００７１】
入力コネクタ１は、当該光増幅器５０と光ファイバ伝送路（図示せず）との接続に使用されるもので、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの入力端として機能する。
【００７２】
光分岐器２は、入力コネクタ１を介して入力された入力ＷＤＭ光ＬＩＮの一部を分岐し、得られた分岐光ＬＩＮを光検出器６に送る。光検出器６は、送られて来た分岐光ＬＩＮの強度を検出し、それに応じた電気信号Ｓ６を生成して入力光強度検出回路９に送る。光分岐器２を通過した大部分の入力ＷＤＭ光ＬＩＮは、Ｅｒ添加光ファイバ３に送られる。
【００７３】
Ｅｒ添加光ファイバ３は、光分岐器２を通過した入力ＷＤＭ光ＬＩＮを所定利得で増幅し、得られた増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡを光分岐器４に送る。
【００７４】
光分岐器４は、増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡの一部を分岐し、得られた分岐光ＬＩＮＡを光検出器８に送る。光検出器８は、送られて来た分岐光ＬＩＮＡの強度を検出し、それに応じた電気信号Ｓ８を生成して出力光強度検出回路１４に送る。光分岐器４を通過した大部分の増幅入力ＷＤＭ光ＬＩＮＡは、出力光ＬＯＵＴとして、出力コネクタ５より出力される。
【００７５】
出力コネクタ５は、当該光増幅器５０と光ファイバ伝送路（図示せず）との接続に使用されるもので、出力光ＬＯＵＴの出力端として機能する。
【００７６】
励起光源７は、光源駆動回路１３により駆動されてＥｒ添加光ファイバ３に所定の励起光ＬＤＲを供給し、Ｅｒ添加光ファイバ３を所定の励起状態にする。Ｅｒ添加光ファイバ３は、この励起状態において光増幅作用を発揮するからである。
【００７７】
入力光強度検出回路９は、光検出器６から出力された電気信号Ｓ６に基づいて入力ＷＤＭ光ＬＩＮの強度に応じた電気信号（入力光強度信号）Ｓ９ＡとＳ９Ｂを生成し、出力する。入力光強度信号Ｓ９Ａは、利得算出回路１０に送られる。入力光強度信号Ｓ９Ｂは、スイッチ回路１５に送られる。
【００７８】
出力光強度検出回路１４は、出力ＷＤＭ信号光ＬＯＵＴの強度を検出する光検出器８から出力された電気信号Ｓ８に基づいて、出力ＷＤＭ光ＬＯＵＴの強度に応じた電気信号（出力光強度信号）Ｓ１４を生成し、利得算出回路１０に送る。
【００７９】
利得算出回路１０は、入力された入力光強度信号Ｓ９Ａと出力光強度信号Ｓ１４を利用して利得を算出し、算出した利得に対応する電気信号（利得信号）Ｓ１０をスイッチ回路１５に出力する。
【００８０】
スイッチ回路１５は、入力光強度信号Ｓ９Ｂに対応して、ｎ個の電気信号（選択信号）Ｓ１５−１〜Ｓ１５−ｎのいずれか一つを誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎの対応するいずれか一つに出力する。
【００８１】
例えば、入力光強度Ｉについて（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１（ただし、Ｉ１＜Ｉ２＜・・・＜Ｉｎ−１）を設定しておき、入力光強度Ｉを、それら基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１と比較した結果、Ｉ＜Ｉ１ならば、スイッチ回路１５は、利得信号Ｓ１０を選択用電気信号Ｓ１５−１として誤差増幅・フィルタ回路１２−１に出力する。これにより、誤差増幅・フィルタ回路１２−１が選択・使用される。
【００８２】
入力光強度ＩがＩ１＜Ｉ＜Ｉ２であれば、スイッチ回路１５は、利得信号Ｓ１０を選択用電気信号Ｓ１５−２として誤差増幅・フィルタ回路１２−１に出力する。これにより、誤差増幅・フィルタ回路１２−２が選択・使用される。
【００８３】
同様に、入力光強度ＩがＩ＞Ｉｎ−１であれば、スイッチ回路１５は、利得信号Ｓ１０を選択用電気信号Ｓ１５−ｎとして誤差増幅・フィルタ回路１２−１に出力する。これにより、誤差増幅・フィルタ回路１２−ｎが選択・使用される。
【００８４】
このような機能を持つスイッチ回路１５は、例えば、演算増幅器（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＯＰアンプ）を用いた公知のマルチレベル・コンパレータにより、容易に実現できる。
【００８５】
利得設定回路１１は、基準となる利得（基準利得）の値を設定しておくための回路である。利得設定回路１１は、設定された基準利得に対応する基準利得信号Ｓ１１を誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎのすべてに送る。
【００８６】
誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎは、それぞれ、利得信号Ｓ１０に対応する現在利得の値と基準利得の値との誤差を増幅した後、増幅した誤差信号の中から高周波成分（不要成分）を除去して直流分を光源制御信号Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・・、Ｓ１２−ｎとして光源駆動回路１３に出力する。誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎは、互いに異なる負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎと、互いに異なる帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎを有している。ただし、Ｇ１＜Ｇ２＜・・・＜Ｇｎである。ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎの大きさの関係は任意である。利得信号Ｓ１０の値（すなわち現在利得の値）に対応してこれらが切り換えて使用される。
【００８７】
基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１は、例えば試験等によって、入力光強度Ｉの変動によって負帰還制御回路の周波数特性が大きく変動する範囲または値を見いだし、その範囲の内外で負帰還利得が切り替わるように設定することができる。次に、そうして決定した基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１に対して、最適となる負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの値を設定する。こうしてＧ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの値が決定されれば、それらＧ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの値の各々に対して、応答速度が最大となるように帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎの値を設定すればよい。
【００８８】
誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−は、公知の回路構成を用いて容易に実現できるので、その構成についての説明は省略する。
【００８９】
光増幅器５０は以上のような構成を有するものであり、制御部（制御装置）は、入力光強度信号Ｓ９と出力光強度信号Ｓ１４を介して現在利得を監視しながら、励起光源７に対して負帰還をかけて、当該増幅器５０の利得が常に一定に保たれるように制御している。
【００９０】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の光増幅器５０では、スイッチ回路１５の動作によって常に最適な負帰還利得と帰還時定数が選択して使用されるため、負帰還制御の位相余裕と利得余裕を圧縮して安定性限界、すなわち発振の生じる直前にまで応答を早めることができる。よって、多重波長数の大きな変動や伝送路損失の変動等に起因する入力ＷＤＭ信号光の大きな光強度の変動が生じた時にも、最適な制御応答速度が得られる。また、これにより、入力ＷＤＭ光ＬＩＮの急激な強度変化に対する応答速度を高速化することが可能となる。
【００９１】
また、出力光強度の入力光強度に対する比（すなわち現在利得）に依存して励起光源７とＥｒ添加光ファイバ３の通過帯域特性が変動するのに応じて、最適な負帰還利得と帰還時定数が選択して使用されるため、負帰還制御回路の安定条件で制限される入力光強度のダイナミックレンジが拡大される。その結果、例えば光強度のダイナミックレンジが二十数ｄＢに及ぶような場合であっても、対応が可能となる。よって、入力ＷＤＭ光の多重波長数に対する制限を緩和することが可能となる。
【００９２】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の光増幅器５０Ａの構成を示す機能ブロック図である。
【００９３】
この光増幅器５０Ａは、最適回路選択スイッチ回路１５を、入力光強度信号Ｓ９Ｂではなく出力光強度信号Ｓ１４によって動的に切り換えを行う点を除いて、図１に示す第１実施形態の光増幅器５０と同じ構成を有する。したがって、同じ構成の部分については、図３で第１実施形態におけるのと同じ符号を付してその説明を省略する。また、第２実施形態の光増幅器５０Ａの動作は、第１実施形態のそれと実質的に同一である。
【００９４】
このように、第２実施形態の光増幅器５０Ａでは、最適回路選択スイッチ回路１５の切換に使用する信号を、入力光強度信号Ｓ９Ｂに代えて出力光強度信号Ｓ１４にしたものに相当するから、第１実施形態の光増幅器５０におけるのと同じ効果が得られる。
【００９５】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の光増幅器５０Ｂの構成を示す機能ブロック図である。
【００９６】
この光増幅器５０Ｂは、最適回路選択スイッチ回路１５と誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎに代えて、利得切換スイッチ回路２１、時定数切換スイッチ回路２２、利得可変の誤差増幅回路２３および時定数可変のローパス・フィルタ回路２４を設けたものであり、その他の構成は図１に示す第１実施形態の光増幅器５０と同じ構成を有する。したがって、同じ構成の部分については、図３で第１実施形態におけるのと同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
利得切換スイッチ回路２１は、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受けて、入力光強度に応じて誤差増幅回路２３の負帰還利得を変更する。時定数切換スイッチ回路２２は、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受けて、入力光強度に応じてフィルタ回路２４の帰還時定数を変更する。誤差増幅回路２３は、利得算出回路１０で得た算出利得と、利得設定回路１１で設定された基準利得との誤差を、所定利得で増幅し、誤差信号Ｓ２３を出力する。フィルタ回路２４は、誤差信号Ｓ２３を受け、その高周波成分を除去して光源駆動信号Ｓ２４として光源駆動回路１３に出力する。
【００９８】
例えば、第１実施形態の場合と同様に、入力光強度Ｉについて（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１（ただし、Ｉ１＜Ｉ２＜・・・＜Ｉｎ−１）を設定しておく。誤差増幅回路２３は、互いに異なる負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎを有しており、それらのいずれか一つの利得値で誤差増幅を行う。フィルタ２４は、互いに異なる帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎを有しており、それらのいずれか一つの時定数で誤差信号Ｓ２３の高周波成分を除去し、光源制御信号Ｓ２４として出力する。
【００９９】
利得切換スイッチ回路２１は、入力光強度信号Ｓ９Ｂによって得た入力光強度Ｉを、基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１と比較する。その結果、Ｉ＜Ｉ１ならば、利得切換スイッチ回路２１は、電気信号Ｓ２１を誤差増幅回路２３に送ってその利得をＧ１に設定する。入力光強度ＩがＩ１＜Ｉ＜Ｉ２であれば、その利得をＧ２に設定する。入力光強度ＩがＩ＞Ｉｎ−１であれば、その利得をＧｎに設定する。
【０１００】
時定数切換スイッチ回路２２は、入力光強度信号Ｓ９Ｂによって得た入力光強度Ｉを、基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１と比較する。その結果、Ｉ＜Ｉ１ならば、時定数切換スイッチ回路２２は、電気信号Ｓ２２をフィルタ２４に送ってその帰還時定数を例えばｔ１に設定する。入力光強度ＩがＩ１＜Ｉ＜Ｉ２であれば、ｔ２に設定し、Ｉ＞Ｉｎ−１であれば、ｔｎに設定する。
【０１０１】
図３に示された利得切換スイッチ回路２１と利得切換スイッチ回路２１の構成例を図７（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。
【０１０２】
図７（ａ）に示す利得切換スイッチ回路２１は、レベル判定回路２１ａと利得調整回路２１ｂを有している。レベル判定回路２１ａは、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受け、入力光強度に応じてレベル判定信号Ｓ２１ａを利得調整回路２１ｂに出力する。利得調整回路２１ｂは、レベル判定信号Ｓ２１ａを受け、入力光強度のレベルに応じた利得調整信号Ｓ２１を誤差増幅回路２３に出力する。誤差増幅回路２３は、利得調整信号Ｓ２１に応じて負帰還利得の値を調整し、その値をもって、算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行う。そして、出力信号Ｓ２３をフィルタ回路２４に出力する。
【０１０３】
図７（ｂ）に示す利得調整回路２１ｂは、レベル判定回路２２ａと時定数調整回路２２ｂを有している。レベル判定回路２２ａは、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受け、入力光強度に応じてレベル判定信号Ｓ２２ａを時定数調整回路２２ｂに出力する。時定数調整回路２２ｂは、レベル判定信号Ｓ２２ａを受け、入力光強度のレベルに応じた時定数調整信号Ｓ２２をフィルタ回路２４に出力する。フィルタ回路２４は、時定数調整信号Ｓ２２に応じて時定数を調整し、その値をもって、誤差増幅回路２３より出力される誤差信号Ｓ２３の高周波成分を除去する。そして、光源制御信号Ｓ２４として光源駆動回路１３に向けて出力する。
【０１０４】
上述した入力光強度Ｉに関する（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１は、利得切換スイッチ回路２１のレベル判定回路２１ａに設定する。レベル判定回路２１ａは、入力光強度Ｉがこれらのうちのどのレベルにあるか判定を行い、入力光強度の当該レベルを示すレベル判定信号Ｓ２１ａを利得調整回路２１ｂに出力する。利得調整回路２１ｂは、レベル判定信号Ｓ２１ａを受けて、入力光強度のレベルに最適な負帰還利得の値を決定し、その値を利得調整信号Ｓ２１を介して誤差増幅回路２３に報知する。誤差増幅回路２３は、利得調整信号Ｓ２１で報知された利得値に合致または対応する値を負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの中から選択し、その値で算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行う。
【０１０５】
同様に、時定数切換スイッチ回路２２のレベル判定回路２２ａにも、入力光強度Ｉに関する（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１を設定する。レベル判定回路２２ａは、入力光強度Ｉがこれらのうちのどのレベルにあるか判定を行い、入力光強度の当該レベルを示すレベル判定信号Ｓ２２ａを時定数調整回路２２ｂに出力する。時定数調整回路２２ｂは、レベル判定信号Ｓ２２ａを受けて、入力光強度のレベルに最適な時定数の値を決定し、その値を時定数調整信号Ｓ２２を介してフィルタ回路２４に報知する。フィルタ回路２４は、時定数調整信号Ｓ２２で報知された時定数値に合致または対応する値を帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎの中から選択し、その値で誤差信号Ｓ２３の高周波成分を除去する。そして、光源制御信号Ｓ２４として出力する。
【０１０６】
第３実施形態の光増幅器５０Ｂで使用される利得可変の誤差増幅回路２３は、例えば、ＯＰアンプを用いた差動増幅器において帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値を外部から変更可能とする（例えば、帰還抵抗器Ｒｆを可変抵抗器で構成する、あるいは抵抗値の異なる複数の抵抗器を選択使用できるようにする、あるいは電界効果トランジスタを抵抗器として用い、そのゲート電圧の変更を通じて抵抗値を可変とする）ことにより容易に実現できる。最近では、利得変更用の外部端子を備えたＯＰアンプ（ＩＣ）が存在するから、それを使用してもよい。
【０１０７】
第３実施形態の光増幅器５０Ｂで使用される時定数可変のローパス・フィルタ回路２４は、例えば抵抗器ＲとコンデンサＣからなる「パッシブ・フィルタ」でも実現できるし、例えば抵抗器ＲとコンデンサＣにトランジスタやＯＰアンプの能動素子を組み合わせてなる「アクティブ・フィルタ」でも実現できる。ＲＣパッシブ・フィルタの場合は、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を可変とすればよい。抵抗器ＲとコンデンサＣにＯＰアンプを組み合わせてなるＲＣアクティブ・フィルタの場合も、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を可変とすればよい。電界効果トランジスタを抵抗器あるいはコンデンサとして用い、そのゲート電圧の変更を通じて抵抗値あるいは容量値を可変としてもよいことは、言うまでもない。
【０１０８】
上記のような機能を持つレベル判定回路２１ａ、２２ａは、例えば、ＯＰアンプを用いた公知のマルチレベル・コンパレータにより、容易に実現できる。
【０１０９】
上記のような機能を持つ利得調整回路２１ｂとしては、利得可変の誤差増幅回路２３がＯＰアンプを用いた差動増幅器であって帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値を外部から変更可能としたものであれば、レベル判定信号Ｓ２２ａの内容に応じて、帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値として所定抵抗値のいずれかを選択・設定する利得調整信号Ｓ２１を出力する回路を使用することができる。利得可変の誤差増幅回路２３が、利得変更用の外部端子を備えたＯＰアンプであれば、利得変更用の外部端子に、利得調整信号Ｓ２１を利得変更用信号としての仕様を満たすようにして印加すればよい。
【０１１０】
上記のような機能を持つ時定数調整回路２２ｂは、ローパス・フィルタ回路２４がＲＣパッシブ・フィルタの場合であってもＲＣアクティブ・フィルタの場合であっても、時定数調整信号Ｓ２２によって、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を変えるように構成すればよい。
【０１１１】
第３実施形態の光増幅器５０Ｂの他の動作は、第１実施形態のそれと実質的に同一である。
【０１１２】
このように、第３実施形態の光増幅器５０Ｂでは、利得切換スイッチ回路２１により、入力光強度に応じて誤差増幅回路２３の負帰還利得を変更して最適化すると共に、時定数切換スイッチ回路２２により、入力光強度に応じてフィルタ回路２４の帰還時定数を変更して最適化することができる。よって、第３実施形態の光増幅器５０Ｂにおいても、第１実施形態の光増幅器５０におけるのと同じ効果が得られる。
【０１１３】
また、上述した第１および第２の実施形態では、ｎ個の誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎを切換使用することにより負帰還利得と帰還時定数を切り換えていたが、第３実施形態の光増幅器５０Ｂでは、利得切換スイッチ回路２１と時定数切換スイッチ回路２２により負帰還利得と帰還時定数を切り換えるので、負帰還利得と帰還時定数の値を細かく設定しても、回路構成が複雑にならない、という効果がある。また、その結果、負帰還利得と帰還時定数の微調整が可能である、という効果もある。
【０１１４】
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態の光増幅器５０Ｃの構成を示す機能ブロック図である。
【０１１５】
この光増幅器５０Ｃは、最適回路選択スイッチ回路１５と誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎに代えて、単一の利得・時定数可変の誤差増幅・フィルタ回路３２を設けたものであり、その他の構成は図１に示す第１実施形態の光増幅器５０と同じ構成を有する。したがって、同じ構成の部分については、図４で第１実施形態におけるのと同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
誤差増幅・フィルタ回路３２は、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受けて、入力光強度に応じてその誤差増幅部分の負帰還利得を変更し、また入力光強度に応じてそのローパス・フィルタ部分の帰還時定数を変更する。
【０１１７】
例えば、第１実施形態の場合と同様に、入力光強度Ｉについて（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１（ただし、Ｉ１＜Ｉ２＜・・・＜Ｉｎ−１）を設定しておく。誤差増幅・フィルタ回路３２は、互いに異なる負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎと、互いに異なる帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎを有しており、負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎのいずれか一つを用いて、算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行い、さらに、帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎのいずれか一つを用いて、誤差増幅回路２３より出力される誤差信号Ｓ２３の高周波成分を除去する。そして、光源制御信号Ｓ３２として光源駆動回路１３に出力する。
【０１１８】
誤差増幅・フィルタ回路３２は、入力光強度信号Ｓ９Ｂによって得た入力光強度Ｉを、基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１と比較する。その結果、Ｉ＜Ｉ１ならば、その利得をＧ１に設定し、その帰還時定数を例えばｔ１に設定する。入力光強度ＩがＩ１＜Ｉ＜Ｉ２であれば、その利得をＧ２に、その帰還時定数を例えばｔ２に設定する。入力光強度ＩがＩ＞Ｉｎ−１であれば、その利得をＧｎに、その帰還時定数を例えばｔｎに設定する。
【０１１９】
図４に示された誤差増幅・フィルタ回路３２の構成例を図８に示す。
【０１２０】
図８に示す誤差増幅・フィルタ回路３２は、レベル判定回路３２ａと、利得調整回路３２ｂと、時定数調整回路３２ｃと、利得可変の差動増幅回路３２ｄと、時定数可変のローパス・フィルタ回路３２ｅとを有している。レベル判定回路３２ａは、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受け、入力光強度に応じてレベル判定信号Ｓ３２ａを利得調整回路３２ｂと時定数調整回路３２ｃとに出力する。
【０１２１】
利得調整回路３２ｂは、レベル判定信号Ｓ３２ａを受け、入力光強度のレベルに応じた利得調整信号Ｓ３２ｂを差動増幅回路３２ｄに出力する。差動増幅回路３２ｄは、利得調整信号Ｓ３２ｂに応じて負帰還利得の値を調整し、その値をもって、算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行う。そして、出力信号Ｓ３２ｄとしてフィルタ回路３２ｅに出力する。
【０１２２】
時定数調整回路３２ｃは、レベル判定信号Ｓ３２ａを受け、入力光強度のレベルに応じた時定数調整信号Ｓ３２ｃをフィルタ回路３２ｅに出力する。フィルタ回路３２ｅは、時定数調整信号Ｓ３２ｃに応じて時定数を調整し、その値をもって、差動増幅回路３２ｄの出力信号Ｓ３２ｄの高周波成分を除去し、光源制御信号Ｓ３２として光源駆動回路１３に向けて出力する。
【０１２３】
上述した入力光強度Ｉに関する（ｎ−１）個の基準値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ−１は、レベル判定回路３２ａに設定する。レベル判定回路３２ａは、入力光強度Ｉがこれらのうちのどのレベルにあるか判定を行い、入力光強度の当該レベルを示すレベル判定信号Ｓ３２ａを利得調整回路３２ｂと時定数調整回路３２ｃに出力する。利得調整回路３２ｂは、レベル判定信号Ｓ３２ａを受けて、入力光強度のレベルに最適な負帰還利得の値を決定し、その値を利得調整信号Ｓ３２ｂを介して差動増幅回路３２ｄに報知する。差動増幅回路３２は、利得調整信号Ｓ３２ｂで報知された利得値に合致または対応する値を負帰還利得Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎの中から選択し、その値をもって、算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行い、出力信号Ｓ３２ｄをフィルタ回路３２ｅに出力する。
【０１２４】
同様に、時定数調整回路３２ｃは、レベル判定信号Ｓ３２ａを受けて、入力光強度のレベルに最適な時定数の値を決定し、その値を時定数調整信号Ｓ３２ｃを介してフィルタ回路３２ｅに報知する。フィルタ回路３２ｅは、時定数調整信号Ｓ３２ｃで報知された時定数値に合致または対応する値を帰還時定数ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｎの中から選択し、その値をもって出力信号Ｓ３２ｄの高周波成分を除去してから、光源制御信号Ｓ３２として出力する。
【０１２５】
第４実施形態の光増幅器５０Ｃにおける誤差増幅・フィルタ回路３２で使用されるレベル判定回路３２ａと、利得調整回路３２ｂと、時定数調整回路３２ｃと、利得可変の差動増幅回路３２ｄと、時定数可変のローパス・フィルタ回路３２ｅは、次のようにして実現される。
【０１２６】
利得可変の差動増幅回路３２ｄは、第３実施形態の場合と同様に、例えば、ＯＰアンプを用いた差動増幅器において帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値を外部から変更可能とする（例えば、帰還抵抗器Ｒｆを可変抵抗器で構成する、あるいは抵抗値の異なる複数の抵抗器を選択使用できるようにする、あるいは電界効果トランジスタを抵抗器として用い、そのゲート電圧の変更を通じて抵抗値を可変とする）ことにより容易に実現できる。最近では、利得変更用の外部端子を備えたＯＰアンプが存在するから、それを使用してもよい。
【０１２７】
時定数可変のローパス・フィルタ回路３２ｅは、第３実施形態の場合と同様に、例えば抵抗器ＲとコンデンサＣからなる「パッシブ・フィルタ」でも実現できるし、例えば抵抗器ＲとコンデンサＣにトランジスタやＯＰアンプの能動素子を組み合わせてなる「アクティブ・フィルタ」でも実現できる。ＲＣパッシブ・フィルタの場合は、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を可変とすればよい。抵抗器ＲとコンデンサＣにＯＰアンプを組み合わせてなるＲＣアクティブ・フィルタの場合も、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を可変とすればよい。電界効果トランジスタを抵抗器あるいはコンデンサとして用い、そのゲート電圧の変更を通じて抵抗値あるいは容量値を可変としてもよい。
【０１２８】
レベル判定回路３２ａは、第３実施形態におけるレベル判定回路２１ａ、２２ａと同様に、例えば、ＯＰアンプを用いた公知のマルチレベル・コンパレータにより容易に実現できる。
【０１２９】
上記のような機能を持つ利得調整回路３２ｂとしては、利得可変の差動増幅回路３２ｄがＯＰアンプを用いた差動増幅器であって帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値を外部から変更可能としたものであれば、レベル判定信号Ｓ２２ａの内容に応じて、帰還抵抗器Ｒｆの抵抗値として所定抵抗値のいずれかを選択・設定する利得調整信号Ｓ３２ｂを出力する回路を使用することができる。利得可変の誤差増幅回路２３が、利得変更用の外部端子を備えたＯＰアンプであれば、利得変更用の外部端子に、利得調整信号Ｓ２１を利得変更用信号としての仕様を満たすようにして印加することができる。
【０１３０】
上記のような機能を持つ時定数調整回路３２ｃは、ローパス・フィルタ回路３２ｅがＲＣパッシブ・フィルタの場合であってもＲＣアクティブ・フィルタの場合であっても、時定数調整信号Ｓ３２ｃによって、抵抗器Ｒの抵抗値とコンデンサＣの容量値の少なくとも一方を変えるように構成すればよい。
【０１３１】
第４実施形態の光増幅器５０Ｃの他の動作は、第１実施形態のそれと実質的に同一である。
【０１３２】
このように、第４実施形態の光増幅器５０Ｃでは、負帰還利得と帰還時定数が可変の誤差増幅・フィルタ回路３２を用いているので、入力光強度に応じて誤差増幅部分の負帰還利得を変更して最適化すると共に、フィルタ部分の帰還時定数を変更して最適化することができる。よって、第４実施形態の光増幅器５０Ｃにおいても、第１実施形態の光増幅器５０におけるのと同じ効果が得られる。
【０１３３】
また、上述した第１および第２の実施形態では、負帰還利得と帰還時定数はとびとびの値しか取れなかったが、第４実施形態の光増幅器５０Ｃでは、第３実施形態と同様に、入力光強度に応じて負帰還利得と帰還時定数をいずれも細かいピッチでほぼ連続的に変更できるので、負帰還利得と帰還時定数の微調整が可能である、という効果もある。さらに、第１および第２の実施形態よりも回路構成がより簡単になる、という効果もある。
【０１３４】
（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態の光増幅器５０Ｄの構成を示す機能ブロック図である。
【０１３５】
この光増幅器５０Ｄは、最適回路選択スイッチ回路１５と誤差増幅・フィルタ回路１２−１〜１２−ｎに代えて、負帰還利得が可変の単一の誤差増幅回路３３と帰還時定数が可変の単一のローパス・フィルタ回路３４を設けたものであり、その他の構成は図１に示す第１実施形態の光増幅器５０と同じ構成を有する。したがって、同じ構成の部分については、図５で第１実施形態におけるのと同じ符号を付してその説明を省略する。なお、第５実施形態の光増幅器５０Ｄは、第４実施形態の光増幅器５０Ｃ（図４参照）における誤差増幅・フィルタ回路３２の増幅部とフィルタ部を分離したものに相当する、とも言うことができる。
【０１３６】
利得可変の誤差増幅回路３３は、利得算出回路１０で得た算出利得と利得設定回路１１で設定された基準利得との誤差を所定利得で増幅し、誤差信号Ｓ３３として出力する。誤差増幅回路３３はまた、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受けて、入力光強度に応じてその負帰還利得を変更する。この変更は、第４実施形態と同様の方法により行うことができる。
【０１３７】
時定数可変のフィルタ回路３４は、誤差増幅回路３３から誤差信号Ｓ３３を受け、その高周波成分を除去して光源制御信号Ｓ３４として光源駆動回路１３に出力する。フィルタ回路３４はまた、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受けて、入力光強度に応じてその帰還時定数を変更する。この変更は、第４実施形態と同様の方法により行うことができる。
【０１３８】
図５に示された誤差増幅回路３３とフィルタ回路３４の構成例を図９に示す。
【０１３９】
図９に示す誤差増幅回路３３は、レベル判定回路３３ａと、利得調整回路３３ｂと、利得可変の差動増幅回路３３ｃとを有している。図９に示すフィルタ回路３４は、レベル判定回路３４ａと、時定数調整回路３４ｂと、時定数可変のローパス・フィルタ回路３４ｃとを有している。
【０１４０】
誤差増幅回路３３のレベル判定回路３３ａは、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受け、入力光強度に応じてレベル判定信号Ｓ３３ａを利得調整回路３３ｂに出力する。利得調整回路３３ｂは、レベル判定信号Ｓ３３ａを受け、入力光強度のレベルに応じた利得調整信号Ｓ３３ｂを差動増幅回路３３ｃに出力する。差動増幅回路３３ｃは、利得調整信号Ｓ３３ｂに応じて負帰還利得の値を調整し、その値をもって、算出利得信号Ｓ１０と基準利得信号Ｓ１１の誤差の増幅を行う。そして、出力信号Ｓ３３としてフィルタ回路３４ｃに出力する。
【０１４１】
フィルタ回路３４のレベル判定回路３４ａは、入力光強度検出回路９から送られる入力光強度信号Ｓ９Ｂを受け、入力光強度に応じてレベル判定信号Ｓ３４ａを時定数調整回路３４ｂに出力する。時定数調整回路３４ｂは、レベル判定信号Ｓ３４ａを受け、入力光強度のレベルに応じた時定数調整信号Ｓ３４ｂをフィルタ回路３４ｃに出力する。フィルタ回路３４ｃは、時定数調整信号Ｓ３４ｂに応じて時定数の値を調整し、その値をもって、差動増幅回路３３ｃの出力信号Ｓ３３の高周波成分を除去し、光源制御信号Ｓ３４として光源駆動回路１３に向けて出力する。
【０１４２】
図９に示すレベル判定回路３３ａ、利得調整回路３３ｂ、差動増幅回路３３ｃ、レベル判定回路３４ａ、時定数調整回路３４ｂ、およびフィルタ回路３４ｃは、いずれも、図８に示した第４実施形態の場合と同じようにして実現できる。
【０１４３】
第５実施形態の光増幅器５０Ｄの他の動作は、第１実施形態のそれと実質的に同一である。
【０１４４】
このように、第５実施形態の光増幅器５０Ｄでは、負帰還利得が可変の単一の誤差増幅回路３３と帰還時定数が可変の単一のフィルタ回路３４を用いているので、入力光強度に応じて誤差増幅回路３３の負帰還利得を変更して最適化すると共に、フィルタ回路３４の帰還時定数を変更して最適化することができる。よって、第５実施形態の光増幅器５０Ｄにおいても、第１実施形態の光増幅器５０におけるのと同じ効果が得られる。
【０１４５】
また、上述した第１および第２の実施形態では、負帰還利得と帰還時定数はとびとびの値しか取れなかったが、第５実施形態の光増幅器５０Ｄでは、第３および第４の実施形態と同様に、入力光強度に応じて負帰還利得と帰還時定数をいずれも細かいピッチでほぼ連続的に変更できるので、負帰還利得と帰還時定数の微調整が可能である、という効果もある。
【０１４６】
さらに、単一の誤差増幅回路３３と単一のフィルタ回路３４を用いているので、第１および第２の実施形態よりも回路構成がより簡単になる、という効果もある。
【０１４７】
（第６実施形態）
図５は、本発明の第６実施形態の光伝送システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【０１４８】
この光伝送システムは、第１実施形態の光増幅器５０を内蔵した光中継器５１を備えており、その光中継器５１を光ファイバ伝送路５４を介して光送信装置５２と接続する一方、光ファイバ伝送路５５を介して光受信装置５３と接続したものである。
【０１４９】
この光伝送システムは、上述した第１実施形態の光増幅器５０を含むので、当該光増幅器５０と同じ効果が得られる。
（変形例）
上記の第１〜第６実施形態は本発明を具体化した例を示すものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【０１５０】
例えば、上記の第１〜第６実施形態では、光増幅媒体としてＥｒ添加光ファイバを用い、それを励起光で励起する構成としているが、Ｅｒ添加光ファイバ以外の光増幅媒体をも使用できることは言うまでもない。また、励起光で励起する光増幅媒体に限定されず、励起光を使用しない光増幅手段であっても使用可能である。
【０１５１】
また、負帰還利得と帰還時定数の変更方法も任意であり、上述したものに限定されるものではない。
【０１５２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の光増幅器、その制御方法および装置並びに光伝送システムによれば、多重波長数の大きな変動、伝送路損失の変動等に起因する入力ＷＤＭ信号光の大きな光強度の変動（例えば、光強度のダイナミックレンジが二十数ｄＢに及ぶような場合）があっても、その変動に対して最適な制御応答速度が得られる。また、ＷＤＭ信号光の多重波長数に対する制限を緩和でき、入力ＷＤＭ信号光の急激な強度変化に対する応答速度を高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第４実施形態の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の第５実施形態の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の第６実施形態の光伝送システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図７】（ａ）は本発明の第３実施形態の光増幅器に使用される利得切換スイッチ回路の構成を示す機能ブロック図、（ｂ）は同光増幅器に使用される時定数切換スイッチ回路の構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態の光増幅器に使用される誤差増幅・フィルタ回路の構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第５実施形態の光増幅器に使用される誤差増幅回路とフィルタ回路の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１０】従来の光増幅器の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１　入力コネクタ
２　光分岐器
３　Ｅｒ添加光ファイバ
４　光分岐器
５　出力コネクタ
６　光検出器
７　励起光源
８　光検出器
９　入力光強度検出回路
１０　利得算出回路
１１　利得設定回路
１２−１〜１２−ｎ　利得・時定数固定の誤差増幅・フィルタ回路
１３　光源駆動回路
１４　出力光強度検出回路
１５　最適回路選択スイッチ回路
２１　利得切換スイッチ回路
２１ａ　レベル判定回路
２１ｂ　利得調整回路
２２　時定数切換スイッチ回路
２２ａ　レベル判定回路
２２ｂ　時定数調整回路
２３　利得可変の誤差増幅回路
２４　時定数可変のフィルタ回路
３２　利得・時定数可変の誤差増幅・フィルタ回路
３２ａ　レベル判定回路
３２ｂ　利得調整回路
３２ｃ　時定数調整回路
３２ｄ　差動増幅回路
３２ｅ　フィルタ回路
３３　利得可変の誤差増幅回路
３３ａ　レベル判定回路
３３ｂ　利得調整回路
３３ｃ　差動増幅回路
３４　時定数可変のフィルタ回路
３４ａ　レベル判定回路
３４ｂ　時定数調整回路
３４ｃ　フィルタ回路
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ　光増幅器
５１　光中継器
５２　光送信装置
５３　光受信装置
５４、５５　光ファイバ伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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