(57)【要約】【課題】運用中に光増幅器への光入力パワーが変化しても、ＡＧＣ制御回路の制御定数を適切な値に調整して、光信号伝送の高速化および安定した制御を行うこと。【解決手段】光増幅装置のＡＧＣ制御回路１９内に比例倍率調整回路１９ｆを設け、ＰＤ１５および対数変換回路１７によってモニタされた光入力パワーに応じて、比例回路１９ｂの比例倍率を連続的に調整しており、この比例倍率が調整されたＡＧＣ制御回路１９は、モニタされた光入出力パワーに基づいて励起ＬＤ２０を制御して、光増幅器１１の利得を所望の値に制御する。【選択図】        図６
2004266251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光増幅器が光伝送路に接続され、該光伝送路を介して入力する光信号を該光増幅器で増幅するとともに、当該光伝送路上の光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御する光増幅方法において、
前記光増幅器の光入出力パワーを検出する光検出工程と、
前記検出された光入出力パワーに基づき、前記光増幅器の利得と目標利得との偏差を求める偏差算出工程と、
利得一定制御手段によって、当該偏差の比例演算および積分演算を行い、前記光増幅器に内蔵された少なくとも一つの励起ＬＤの駆動電流を算出するＰＩ工程と、
前記算出された駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【請求項２】
少なくとも１つずつの光増幅器と波長合分波手段が光伝送路にそれぞれ接続され、該光伝送路を介して入力する光信号を該光増幅器で増幅するとともに、当該光伝送路上の光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御する光増幅方法において、
少なくとも１つの波長合分波手段が前記光伝送路に接続され、該光合分波手段によって、前記光伝送路に所定波長の光信号を入出力させる波長合分波工程と、
前記光増幅器の光入出力パワーを検出する光検出工程と、
前記検出された光入出力パワーに基づき、前記光増幅器の利得と目標利得との偏差を求める偏差算出工程と、
利得一定制御手段によって、当該偏差の比例演算および積分演算を行い、前記励起ＬＤの駆動電流を算出するＰＩ工程と、
前記算出された駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【請求項３】
前記光増幅方法では、前記光増幅器への光入力パワーを検出し、該検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整工程を、
さらに含み、前記ＰＩ工程では、前記制御定数が調整された前記利得一定制御手段で前記励起ＬＤの駆動電流を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光増幅方法。
【請求項４】
前記調整工程では、前段の装置からの前記光入力パワーまたは前記前段の装置における波長合分波手段の光信号の入出力によって変化する前記光入力パワーを検出し、該検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整することを特徴とする請求項３に記載の光増幅方法。
【請求項５】
前記調整工程では、前記制御定数として、利得一定制御手段内の比例回路の比例倍率を調整することを特徴とする請求項３または４に記載の光増幅方法。
【請求項６】
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、
前記光増幅器の利得を検出する利得検出手段と、
前記検出された利得と、目標利得との偏差を求める偏差算出手段と、
前記算出された偏差の比例演算および積分演算を行って、前記励起ＬＤの駆動電流を算出し、かつ該算出した駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する利得一定制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【請求項７】
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、
前記光伝送路に所定波長の光信号を入出力させる波長合分波手段と、
前記光増幅器の利得を検出する利得検出手段と、
前記検出された利得と、目標利得との偏差を求める偏差算出手段と、
前記算出された偏差の比例演算および積分演算を行って、前記励起ＬＤの駆動電流を算出し、該算出した駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する利得一定制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【請求項８】
前記光増幅装置は、
前記光パワー検出手段で検出された前記光増幅器への光入力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整手段を、
さらに備え、前記制御定数が調整された利得一定制御手段は、前記光パワー検出手段で検出された光入出力パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の光増幅装置。
【請求項９】
前記調整手段は、前記光パワー検出手段によって検出された前段の装置からの前記光入力パワーまたは前記前段の装置における前記波長合分波手段の光信号の入出力によって変化する前記光入力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整することを特徴とする請求項８に記載の光増幅装置。
【請求項１０】
前記利得一定制御手段は、前記光増幅器の利得と目標利得の偏差と比例倍率とを演算する比例回路を有し、
前記調整手段は、制御定数として、前記比例回路の比例倍率を調整することを特徴とする請求項８または９に記載の光増幅装置。
【請求項１１】
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、
前記光パワー検出手段で検出された前記光増幅器からの光出力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整手段
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【請求項１２】
光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、
前記請求項６〜１１のいずれか一つに記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする光増幅中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器の利得を制御する利得一定制御回路の制御定数を調整する光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光増幅装置１０では、たとえば図１９に示すように、光伝送路１上に接続された光増幅器１１を備えており、この光増幅器１１に入力される光信号およびこの光増幅器１１およびエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）１２を介して出力される光信号を光カプラ１３，１４でそれぞれ分岐させた後、受光ダイオード（ＰＤ）１５，１６でその光入力パワーおよび光出力パワーを検出している。そして、モニタ回路１７，１８では、この光入力パワーおよび光出力パワーは光パワーに応じた電圧値に変換され、その電圧値が制御回路１９に出力される。この制御回路１９は、これらの電圧値に基づいて励起レーザダイオード（励起ＬＤ）２０を制御して、光増幅器１１の利得一定制御（ＡＧＣ制御）を行い、この光増幅器１１の利得を所望の値に制御している。
【０００３】
このような光伝送システムには、１心の光伝送路に波長の異なる複数の光信号を波長多重して同時に伝送するＷＤＭシステムがある。このＷＤＭシステムでは、この光伝送路上に設けられた複数の光増幅装置で光信号を光増幅した後に、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）や分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）からなる光伝送路に送信していた。
【０００４】
ところで、このＡＧＣ制御を行う光増幅装置では、波長多重した光信号の波長数の変化などに伴い、光増幅器への光入力パワーが変化すると、利得を一定に保つように、光出力パワーを変化させている。しかしながら、この光入力パワーの変動時における光増幅器の過渡特性が不十分の場合には、図２０（ａ）に示す光増幅器の光入力パワーの変化に対して、図２０（ｂ）に示すように、光出力パワーの変化が遅れてしまう。このような場合には、１波当たりの光出力パワーが大きく変動してしまい（図２０（ｃ）参照）、光入力パワー変動時の光信号の伝送品質を劣化させることがあった。
【０００５】
そこで、従来では、たとえば特許文献１に示すように、ＡＧＣ制御回路が波長数の変化を検出して、光増幅器の利得を制御するまでの時間と、光信号が光増幅器に入力されるまでの時間とが等しい時間になるように、光伝送路上に光信号の伝搬を遅延させる遅延部を設けて、光増幅器の光出力パワーの変動が生じないように構成するものがあった。すなわち、光増幅装置１０では、図２１に示すように、光増幅器１１の入力側の光カプラ１３とこの光増幅器１２との間の光伝送路上に、光信号の伝搬を遅延させる遅延部２１を設け、ＡＧＣ制御回路１９による利得制御に関わる時間と、光信号の伝搬時間を同じ時間にして、図２０（ｂ）に示した光出力パワーの変動が生じないようにしていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０５３６８２号公報（第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例では、光伝送路上の光信号を遅延させる遅延部に光ファイバを用いて遅延を行うので、この光ファイバの占有スペースが必要となるという問題点があった。また、光ファイバの分散に波長依存性があるため、遅延部での遅延時間に波長依存性が生じてしまい、広い波長範囲に複数の光信号が存在するＷＤＭシステムでは、過渡応答時の特性がチャネル間で異なる、という問題点もある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置の小型化を図ることができるとともに、運用中に光増幅器への光入力パワーが変化しても、ＡＧＣ制御回路の制御定数を適切な値に調整して、光信号伝送の高速化および安定した制御を行うことができる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの光増幅器が光伝送路に接続され、該光伝送路を介して入力する光信号を該光増幅器で増幅するとともに、当該光伝送路上の光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御する光増幅方法において、前記光増幅器の光入出力パワーを検出する光検出工程と、前記検出された光入出力パワーに基づき、前記光増幅器の利得と目標利得との偏差を求める偏差算出工程と、利得一定制御手段によって、当該偏差の比例演算および積分演算を行い、前記光増幅器に内蔵された少なくとも一つの励起ＬＤの駆動電流を算出するＰＩ工程と、前記算出された駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する制御工程とを含むことを特徴とし、光増幅器の光入出力パワーとから求めた利得と目標利得との偏差を算出し、この偏差に基づく比例積分制御を行って、前記励起ＬＤの電流値（ＬＤ電流値）を算出し、この算出したＬＤ電流値に応じて、光増幅器の利得を制御することで、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置のコンパクト化を図る。
【００１０】
また、請求項２の発明は、少なくとも１つずつの光増幅器と波長合分波手段が光伝送路にそれぞれ接続され、該光伝送路を介して入力する光信号を該光増幅器で増幅するとともに、当該光伝送路上の光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御する光増幅方法において、少なくとも１つの波長合分波手段が前記光伝送路に接続され、該光合分波手段によって、前記光伝送路に所定波長の光信号を入出力させる波長合分波工程と、前記光増幅器の光入出力パワーを検出する光検出工程と、前記検出された光入出力パワーに基づき、前記光増幅器の利得と目標利得との偏差を求める偏差算出工程と、利得一定制御手段によって、当該偏差の比例演算および積分演算を行い、前記励起ＬＤの駆動電流を算出するＰＩ工程と、前記算出された駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する制御工程とを含むことを特徴とし、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）などの波長合分波手段による所定波長の光信号の入出力によって変化する光入出力パワーをモニタして、この光入出力パワーとから求めた利得と目標利得との偏差を算出し、この偏差に基づく比例積分制御を行って、前記励起ＬＤの電流値（ＬＤ電流値）を算出し、この算出したＬＤ電流値に応じて、光増幅器の利得を制御することで、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置のコンパクト化を図る。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記光増幅器への光入力パワーを検出し、該検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整工程をさらに含み、前記制御工程では、前記制御定数が調整された前記利得一定制御手段で前記励起ＬＤの駆動電流を算出することを特徴とし、光増幅器への光入出力パワーを検出してモニタし、このうちの光入力パワーに応じて利得一定制御回路中の制御定数を調整する機能を持つことで、運用中の光増幅器への光入力パワーの変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１２】
また、請求項４の発明は、前記調整工程では、前段の装置からの前記光入力パワーまたは前記前段の装置における波長合分波手段の光信号の入出力によって変化する前記光入力パワーを検出し、該検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整することを特徴とし、前段の装置からの光入力パワーまたはＯＡＤＭなどの波長合分波手段による所定波長の光信号の入出力によって変化する光入力パワーをモニタして、利得一定制御回路中の制御定数を調整することで、運用中の光増幅器への光入力パワーの変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１３】
また、請求項５の発明は、前記調整工程では、前記制御定数として、利得一定制御手段内の比例回路の比例倍率を調整することを特徴とし、この制御定数は、比例回路の比例倍率からなり、この比例倍率を調整することで、応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１４】
また、請求項６の発明は、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、前記光増幅器の利得を検出する利得検出手段と、前記検出された利得と、目標利得との偏差を求める偏差算出手段と、前記算出された偏差の比例演算および積分演算を行って、前記励起ＬＤの駆動電流を算出し、かつ該算出された駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する利得一定制御手段とを備えたことを特徴とし、光パワー検出手段で光増幅器の入出力パワーをモニタして利得を検出し、この利得と目標利得との偏差を算出し、さらにこの偏差に基づく比例積分演算を利得一定制御手段で行って、前記励起ＬＤの電流値（ＬＤ電流値）を算出し、この算出したＬＤ電流値に応じて、光増幅器の利得を制御することで、光ファイバの占有スペースを低減させて、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、装置のコンパクト化を図る。
【００１５】
また、請求項７の発明は、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、前記光伝送路に所定波長の光信号を入出力させる波長合分波手段と、前記光増幅器の利得を検出する利得検出手段と、前記検出された利得と、目標利得との偏差を求める偏差算出手段と、前記算出された偏差の比例演算および積分演算を行って、前記励起ＬＤの駆動電流を算出し、かつ該算出した駆動電流値に基づく前記励起ＬＤの電流制御によって、前記光増幅器の利得を制御する利得一定制御手段とを備えたことを特徴とし、ＯＡＤＭなどの波長合分波手段を備え、この波長合分波手段による所定波長の光信号の入出力によって変化する光入出力パワーを検出手段でモニタして利得を検出し、この利得と目標利得との偏差を算出し、さらにこの偏差に基づく比例積分演算を利得一定制御手段で行って、前記励起ＬＤの電流値（ＬＤ電流値）を算出し、この算出したＬＤ電流値に応じて、光増幅器の利得を制御することで、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置のコンパクト化を図る。
【００１６】
また、請求項８の発明は、前記光パワー検出手段で検出された前記光増幅器への光入力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整手段をさらに備え、前記制御定数が調整された利得一定制御手段は、前記光パワー検出手段で検出された光入出力パワーに応じて、前記光増幅器の利得を制御することを特徴とし、検出手段で光増幅器への光入出力パワーを検出してモニタし、利得一定制御手段内に、このうちの光入力パワーに応じて制御定数を調整する機能を持つことで、運用中の光増幅器への光入力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１７】
また、請求項９の発明は、前記調整手段は、前記光パワー検出手段によって検出された前段の装置からの前記光入力パワーまたは前記前段の装置における前記波長合分波手段の光信号の入出力によって変化する前記光入力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整することを特徴とし、前段の装置からの前記光入力パワーまたは前段に設けられた光増幅装置の波長合分波手段による所定波長の光信号の入出力によって変化する光入力パワーを、検出手段でモニタすることで、運用中の光増幅器への光入力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、前記利得一定制御手段は、前記光増幅器の利得と目標利得の偏差と比例倍率とを演算する比例回路を有し、前記調整手段は、制御定数として、前記比例回路の比例倍率を調整することを特徴とし、制御定数は、利得一定制御手段内の比例回路の比例倍率からなり、この比例倍率を調整手段によって調整することで、応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも１つの光増幅器と、前記光伝送路上の光信号の光パワーを検出する光パワー検出手段と、該検出された光パワーに応じて、前記光増幅器の利得を一定に制御する利得一定制御手段とを有し、前記光伝送路上の光信号を増幅する光増幅装置において、前記光パワー検出手段で検出された前記光増幅器からの光出力パワーの検出結果に応じて、前記利得一定制御手段の制御定数を調整する調整手段を備えたことを特徴とし、光パワー検出手段で光増幅器への光入出力パワーを検出してモニタし、この光出力パワーに応じて制御定数を調整する機能を持つことで、運用中の光増幅器への光出力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【００２０】
また、請求項１２の発明は、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、前記請求項６〜１１のいずれか一つに記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とし、上述した各請求項６〜１１の光増幅器を光伝送路に多段接続することで、システム全体の応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行う。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、光増幅器の入出力パワーをＰＤや対数変化回路でモニタして利得を検出し、ＡＧＣ回路でこの利得と目標利得との偏差を算出し、さらにこの偏差に基づく比例積分制御を行って、光増幅器の利得を制御するので、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。
【００２２】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、波長合分波手段による所定波長の光信号の入出力によって変化する光増幅器の入出力パワーをＰＤや対数変化回路でモニタして利得を検出し、ＡＧＣ回路でこの利得と目標利得との偏差を算出し、さらにこの偏差に基づく比例積分制御を行って、光増幅器の利得を制御するので、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するとともに、光ファイバの占有スペースを低減させて、装置のコンパクト化を図ることができるという効果を奏する。
【００２３】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、光増幅器への光入力パワーをＰＤや対数変化回路でモニタし、この光入力パワーに応じてＡＧＣ制御回路の制御定数を調整するので、運用中の光増幅器への光入力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行うことができるという効果を奏する。
【００２４】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、波長合分波手段による所定波長の光信号の分岐または多重によって変化する光入力パワーを、ＰＤや対数変化回路でモニタして、利得一定制御回路中の制御定数を調整することで、運用中の光増幅器への光入力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行うことができるという効果を奏する。
【００２５】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、前段の光増幅装置からの光入力パワーまたは自装置内の波長合分波手段からの光入力パワーをモニタして、その結果に応じて、利得一定制御手段の制御定数を調整することで、運用中の光増幅器への光入力パワーの変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行うことができるという効果を奏する。
【００２６】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、制御定数の調整として、利得一定制御手段内の比例回路の比例倍率を、光入力パワーに応じて調整するので、光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーの変動が小さくなり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性が良くなって、光信号伝送の高速化が図られるとともに、光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーが安定することとなり、光信号増幅の安定した制御を行うことができるという効果を奏する。
【００２７】
本発明にかかる光増幅中継システムは、各請求項６〜１１の光増幅器を光伝送路に多段接続することで、光増幅中継システム全体の応答速度を速くし、制御回路の過渡特性が改善され、光パワー変動時の光信号の伝送特性の劣化を軽減することができるので、各中継局での光信号の累積した遅延が軽減され、安定した光信号伝送を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明にかかる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムの実施例を、図１〜図１８の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の図において、図１９と同様の構成部分については、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。また、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、この発明にかかる光増幅装置の実施の形態１の構成を示す構成図である。図において、この実施の形態における光中継装置のＡＧＣ制御は、たとえば比例積分制御（以下、「ＰＩ制御」という）による制御を行うものがある。このＡＧＣ制御を行う制御回路１９は、対数変換回路１７，１８からの電圧値が入力する差動回路１９ａと、差動回路１９ａからの偏差ΔＧが入力する比例回路１９ｂおよび積分回路１９ｃと、これら回路１９ｂ，１９ｃからの出力値が入力する加算回路１９ｄと、加算回路１９ｄからの演算値が入力するＬＤ電流制御回路１９ｅとから構成されている。
【００３０】
すなわち、光増幅器１１の入出力パワーはＰＤ１５，１６および対数変換回路１７，１８によって、それぞれの光パワーに応じた電圧値ＶｉｎとＶｏｕｔに変換されて差動回路１９ａに入力している。この差動回路１９ａには、これら電圧値ＶｉｎとＶｏｕｔの他に、外部から入力する目標利得に対応した電圧値Ｇ０が入力しており、差動回路１９ａは、現在の光増幅器１１の利得（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）と目標利得Ｇ０との偏差ΔＧを計算し、この偏差ΔＧを比例回路１９ｂおよび積分回路１９ｃに出力する。
ΔＧ＝Ｇ０−（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）
【００３１】
比例回路１９ｂでは、入力した偏差ΔＧに、予め固定値に設定された比例倍率ｋを掛け算した値（ｋ・ΔＧ）を出力している。また、積分回路１９ｃでは、ΔＧの積分値｛（１／τ）・∫ΔＧｄｔ｝を出力している。なお、τ＝ＲＣで、このＲ，Ｃは、積分回路１９ｃを構成する抵抗の抵抗値およびコンデンサの容量を示している。
【００３２】
これらの出力値（ｋ・ΔＧ），｛（１／τ）・∫ΔＧｄｔ｝は、加算回路１９ｄに入力している。この加算回路１９ｄは、これら値を加算することにより、ＬＤ電流値Ｉ０を算出する。
Ｉ０＝ｋ・ΔＧ＋｛（１／τ）・∫ΔＧｄｔ｝
【００３３】
加算回路１９ｄは、この算出した値Ｉ０をＬＤ電流制御回路１９ｅに出力しており、このＬＤ電流制御回路１９ｅは、この値Ｉ０に基づいて励起ＬＤ２０の電流制御を行っている。
【００３４】
このように、この実施の形態の光増幅装置では、ＰＤ１５，１６および対数変換回路１７，１８によって対数変換された光増幅器１１の入出力パワーの値と、目標利得を差動回路１９ａへ入力させることにより、現在の光増幅器の利得と目標利得の偏差を算出し、この偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行って、光増幅器の利得を目標利得に制御しているので、従来例のように大きな光ファイバの占有スペースを必要とすることが無くなり、装置の小型化を図ることができる。
【００３５】
また、この実施の形態の光増幅装置では、図２０に示すように、１波当たりの光出力パワーの変動を小さく抑えて、伝送品質への影響を軽減するために、制御回路内の比例回路の比例倍率ｋをある程度大きくして応答速度を速くし、過渡特性を良くするものであるが、あまりこの倍率ｋを大きくしすぎると、光増幅器からの光出力が発振してしまう。
【００３６】
図２は、比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。この図から分るように、伝送品質に影響を与えない過渡特性を得るために必要な比例倍率と発振する比例倍率の閾値は、光増幅器への光入力パワーに依存している。すなわち、光入力パワーが小さい時には、この比例倍率は、小さくても光入力パワーの変動時に十分な過渡特性を得ることができ、また発振閾値も小さい値となる。逆に、光入力パワーが大きくなると、発振に対する余裕度は大きくなるが、十分な過渡特性を得るためには、比例倍率を大きくする必要がある。
【００３７】
このような場合において、図３に示すように、たとえばダイナミックレンジが比較的狭い時には、比例回路の倍率ｋが一定値ｋ＝ｋ０に設定されていても、ダイナミックレンジの上限および下限のいずれでも、光増幅器１１からの光出力は発振せず、かつ過渡特性にも問題は生じない。
【００３８】
ところが、ＷＤＭ伝送システムにおいて、使用する波長数が多くなると、図４に示すように、光入力のダイナミックレンジが広くなり、比例回路の倍率が一定であると、ダイナミックレンジの上限付近（光入力パワーの大きい時）では、応答速度が遅く、十分な過渡特性が得られない状態が発生し、またダイナミックレンジの下限付近（光入力パワーの小さい時）では、比例倍率が発振閾値以上になり、光出力が発振する状態が発生してしまう。
【００３９】
（実施の形態２）
そこで、この発明では、実施の形態２において制御回路内の比例回路の比例倍率を調整する機能を設け、光増幅器への光入力パワーに応じて、比例回路の比例倍率を調整できるように構成する。すなわち、この実施の形態２では、光入力パワーが大きい時には、比例倍率を大きく調整でき、光入力パワーが小さい時には、比例倍率を小さく調整できるようにする。
【００４０】
図５は、この発明にかかる光増幅装置の実施の形態２の構成を示す構成図である。なお、以下の図において、図１の構成部分と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。
【００４１】
図５において、この実施の形態の光増幅装置３０は、光伝送路１に接続された前段部および後段部の同一構成の光増幅装置１０，１０と、これら光増幅装置１０，１０間に接続されたＯＡＤＭ３１とから構成されており、たとえばＷＤＭ伝送システムの中継局などに用いられている。ＯＡＤＭ３１は、前段部の光増幅装置１０から入力する光信号から所定波長の光信号を分波（ドロップ）させたり、この光信号に所定波長の光信号を合波（アド）させて、後段部の光増幅装置１０に出力している。各光増幅装置１０，１０は、図１に示した光増幅装置と同様の構成からなっているので、詳細な説明は省略するが、前段部の光増幅装置１０は、前の中継局から入力する光信号の光入力パワーをモニタしてＡＧＣ制御を行い、後段部の光増幅装置１０は、自局のＯＡＤＭ３１から入力する光信号の光入力パワーをモニタしてＡＧＣ制御を行っている。
【００４２】
図５に示した光増幅装置１０のＡＧＣ制御回路１９が、図１に示したＡＧＣ制御回路の構成と異なる点は、たとえば図６の構成図に示すように、比例倍率調整回路１９ｆを設けて、対数変換回路１７からの光入力パワーの電圧値Ｖｉｎに応じて比例回路１９ｂの比例倍率を調整するように構成した点である。
【００４３】
また、ＡＧＣ制御回路１９をこのように構成したことで、比例回路１９ｂは、図７の回路図に示すように、コンパレータ１９ｂ１と、固定抵抗１９ｂ２と、可変抵抗１９ｂ３とからなる回路構成になっている。この可変抵抗１９ｂ３には、たとえばＣＰＵによるデジタル的な調整が可能であるデジタルポテンショメータ（Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ、以下、「ＤＣＰ」という）を用いることにより、装置の運用中でも比例倍率調整回路１９ｆの調整機能を用いて可変抵抗の抵抗値の変更を行うことを可能にしている。
【００４４】
この比例回路１９ｂの比例倍率は、回路内の固定抵抗１９ｂ２と可変抵抗１９ｂ３の抵抗値Ｒ１とＲ２の比
ｋ＝Ｒ２／Ｒ１            …（１）
によって決まる。
【００４５】
この比例倍率調整回路１９ｆは、対数変換回路１７を介してＰＤ１５からの光入力パワーをモニタしており、この光入力パワーＰｉｎに応じて、比例回路１９ｂの比例倍率を調整している。すなわち、この比例倍率調整回路１９ｆは、この光入力パワーＰｉｎが大きい時には、比例回路１９ｂ内の可変抵抗１９ｂ３の抵抗値Ｒ２を大きくなるように制御して、比例倍率ｋを大きく調整し、またこの光入力パワーＰｉｎが小さい時には、比例回路１９ｂ内の可変抵抗１９ｂ３の抵抗値Ｒ２を小さくなるように制御して、比例倍率ｋを小さく調整している。
【００４６】
たとえば、この比例倍率調整回路１９ｆは、図８に示すように、比例回路１９ｂの比例倍率ｋを、
ｋ＝Ａ・Ｐｉｎ＋Ｂ          …（２）
となるように調整している。ここで、Ｐｉｎは光入力パワーであり、対数変換回路１７からはこの光入力パワーＰｉｎに対応する電圧値Ｖｉｎとして、比例倍率調整回路１９ｆに与えられる。また、Ａ，Ｂは定数であり、この定数Ａ，Ｂは所望の比例倍率ｋが決定されれば一意的に決まる値である。
【００４７】
次に、この光増幅装置１０による比例倍率の調整動作を、図９のフローチャートに基づいて説明する。なお、この実施の形態では、比例回路１９ｂの比例倍率を目標値±δ（δは任意の数）に制御する場合の例を説明する。図において、ＰＤ１５および対数変換回路１７によって光入力パワーＰｉｎがモニタされると、ＡＧＣ制御回路１９は、対数変換回路１７からこの光入力パワーＰｉｎを読み込む（ステップ１０１）。
【００４８】
このＡＧＣ制御回路１９において、比例倍率調整回路１９ｆは、読み込んだ光入力パワーＰｉｎに基づいて、目標倍率ｋ０の計算を行う（ステップ１０２）。なお、この計算は、式（２）に光入力パワーＰｉｎの値を代入することによって行われる。次に、比例倍率調整回路１９ｆは、比例回路１９ｂからＤＣＰの抵抗値（図７に示した可変抵抗１９ｂ３の抵抗値）Ｒ２を読み込み（ステップ１０３）、現在の比例倍率ｋの計算を式（１）を用いて行う（ステップ１０４）。
【００４９】
さらに、比例倍率調整回路１９ｆは、ステップ１０２およびステップ１０４で計算した目標倍率ｋ０と現在の比例倍率ｋとから、目標倍率の偏差Δｋを、Δｋ＝ｋ−ｋ０によって求める（ステップ１０５）。そして、この偏差Δｋが−δより大きいかどうか判断する（ステップ１０６）。
【００５０】
ここで、Δｋが、−δ≧Δｋの場合には、目標値±δの範囲外と判断して、ＤＣＰの抵抗値Ｒ２を１ステップ増加させる制御を行う（ステップ１０７）。また、Δｋが、−δ＜Δｋの場合には、次にこの偏差Δｋが＋δより小さいかどうか判断する（ステップ１０８）。
【００５１】
ここで、Δｋが、Δｋ≧＋δの場合には、目標値±δの範囲外と判断して、ＤＣＰの抵抗値Ｒ２を１ステップ減少させる制御を行う（ステップ１０９）。また、Δｋが、Δｋ＜δの場合には、目標値±δの範囲内と判断して、ＤＣＰの制御を行うことなく、ステップ１０１に戻って、次のモニタされた光入力パワーＰｉｎの読み込みを行う。
【００５２】
このように、この実施の形態では、比例回路の比例倍率を調整する比例倍率調整回路をＡＧＣ制御回路内に設けて、この比例倍率を光入力パワーに応じて連続的に調整するので、ダイナミックレンジの下限付近では、比例回路の比例倍率を小さい値に変更することにより、光増幅器からの光出力が発振してしまうことを防ぐことができ、また、発振に対する余裕度の大きいダイナミックレンジの上限付近では、比例回路の比例倍率を大きい値に変更することにより、制御回路の応答速度早くして光入力パワーの変動時の過渡特性を改善し、光パワー変動時の光信号の伝送特性の劣化を軽減することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
上述した実施の形態２では、ＤＣＰを用いて比例倍率を連続的に調整する構成例を示したが、この発明はこれに限らず、たとえばアナログスイッチを用いて比例比例倍率を調整することも可能である。図１０は、図６に示した比例回路の第２例の回路構成を示す回路図である。図において、この比例回路１９ｂでは、ＤＣＰの代わりに、抵抗値の異なる複数の抵抗Ｒ１〜Ｒｎ（ｎは任意の整数）を並列に接続するとともに、この抵抗Ｒ１〜Ｒｎに直列にアナログスイッチＳ１〜Ｓｎをそれぞれ接続させる。
【００５４】
そして、モニタされた光入力パワーに応じて、比例倍率調整回路１９ｆがこれらアナログスイッチＳ１〜Ｓｎの切り替え制御を行い、コンパレータ１９ｂ１に接続された抵抗Ｒ２１〜Ｒ２ｎ（ｎは任意の整数）の抵抗値を変更することで、比例回路の倍率を調整することが可能となる。
【００５５】
たとえば、この比例倍率調整回路１９ｆは、図１１に示すように、比例倍率をｋ１，ｋ２，ｋ３の３段階に設定しておき、これらの倍率は、ｋ１＜ｋ２＜ｋ３の関係にあるものとする。そして、この比例倍率調整回路１９ｆは、モニタされた光入力パワーＰｉｎがＰ１より小さい時には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から抵抗値の小さい抵抗に切り替え制御して、比例倍率を小さい倍率ｋ１に調整する。また、この比例倍率調整回路１９ｆは、モニタされた光入力パワーＰｉｎがＰ１〜Ｐ２間の時には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から中間の抵抗値の抵抗に切り替え制御して、比例倍率をｋ２に調整する。さらに、この比例倍率調整回路１９ｆは、モニタされた光入力パワーＰｉｎがＰ２より大きい時には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から抵抗値の大きい抵抗に切り替え制御して、比例倍率を大きい倍率ｋ３に調整する。
【００５６】
次に、この比例倍率調整回路１９ｆを備えた光増幅装置１０による比例倍率の調整動作を、図１２のフローチャートに基づいて説明する。図において、ＰＤ１５および対数変換回路１７によって光入力パワーＰｉｎがモニタされると、ＡＧＣ制御回路１９は、対数変換回路１７からこの光入力パワーＰｉｎを読み込む（ステップ２０１）。そして、このＡＧＣ制御回路１９において、比例倍率調整回路１９ｆは、読み込んだ光入力パワーＰｉｎが、Ｐｉｎ＜Ｐ１かどうか判断する（ステップ２０２）。
【００５７】
ここで、Ｐｉｎが、Ｐｉｎ＜Ｐ１の場合には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から抵抗値の小さい抵抗に切り替え制御して、比例倍率ｋをｋ１に調整する（ステップ２０３）。また、Ｐｉｎが、Ｐｉｎ≧Ｐ１の場合には、比例倍率ｋを現状の状態で維持して（ステップ２０４）、次にＰｉｎが、Ｐｉｎ＜Ｐ２かどうか判断する（ステップ２０５）。
【００５８】
ここで、Ｐｉｎが、Ｐｉｎ＜Ｐ２の場合には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から抵抗値の中間の抵抗に切り替え制御して、比例倍率ｋをｋ２に調整する（ステップ２０６）。また、Ｐｉｎが、Ｐｉｎ≧Ｐ２の場合には、比例回路１９ｂ内の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中から抵抗値の大きい抵抗に切り替え制御して、比例倍率を大きい倍率ｋ３に調整する（ステップ２０７）。
【００５９】
このように、この実施の形態では、比例回路の比例倍率を調整する比例倍率調整回路をＡＧＣ制御回路内に設けて、この比例倍率を光入力パワーに応じて断続的に調整するので、実施の形態２と同様に、ダイナミックレンジの下限付近では、比例回路の比例倍率を小さい値に変更することにより、光増幅器からの光出力が発振してしまうことを防ぐことができ、また、発振に対する余裕度の大きいダイナミックレンジの上限付近では、比例回路の比例倍率を大きい値に変更することにより、制御回路の応答速度早くして光入力パワーの変動時の過渡特性を改善し、光パワー変動時の光信号の伝送特性の劣化を軽減することができる。
【００６０】
次に、この実施の形態３と比例倍率固定による測定結果からこの発明の効果を検証する。この測定に用いる装置の構成としては、図５に示した前段部の光増幅装置と後段部の光増幅装置を持つ２段構成の光増幅装置を使用し、この前段部および後段部の光増幅装置がそれぞれ独立した利得一定の制御を行っている。
【００６１】
また、この測定において、前段部の光増幅装置と、後段部の光増幅装置の段間は、ＯＡＤＭではなく、アッテネータで接続した。信号光としては、１５３０．３３［ｎｍ］から１５６１．４２［ｎｍ］の波長帯域の中から、４波の残留信号光と１２波の変動信号光を使用し、この変動信号光をオン／オフすることにより、前段部の光増幅装置への光入力を、４波から１６波へ増加させ、トータルの光入力パワーを４倍に変化させた（レベルでは、６［ｄＢ］の増加）。
【００６２】
さらに、１波長当たりの光パワーは、−１２［ｄＢｍ／ｃｈ］および−２４［ｄＢｍ／ｃｈ］に設定し、トータルの光入力パワーは、ダイナミックレンジの上限付近で光入力パワーを変動（−６［ｄＢｍ］から０［ｄＢｍ］へ変動）させる場合と、ダイナミックレンジの下限付近で光入力パワーを変動（−１８［ｄＢｍ］から−１２［ｄＢｍ］へ変動）させる場合の２通りの測定を行った。また、この光入力パワー変動時においては、後段部の光増幅装置からの光出力のうち、１５３０．３３［ｎｍ］の波長における１波当たりの光出力パワーの過渡応答を測定した。
【００６３】
この２段構成の光増幅装置での比例倍率と光入力パワーの関係は、図１３、図１４に示すような関係であり、図１３は、前段部の光増幅装置での比例倍率と光入力パワーの関係を示し、図１４は、後段部の光増幅装置での比例倍率と光入力パワーの関係を示す。
【００６４】
また、比例倍率固定時（従来例に相当）では、図１５に示すように、光入力パワーが高い時でも（図１５（ａ）参照）、低い時でも（図１５（ｂ）参照）、前段部の光増幅装置の比例倍率ｋを３．０に、後段部の光増幅装置の比例倍率ｋを３．２の固定に設定して、光パワーの測定を行った。
【００６５】
また、この実施の形態３を用いた時では、図１６に示すように、光入力パワーが高い時と、低い時とで比例倍率を調整しており、図１６（ａ）の高い時には前段部の光増幅装置の比例倍率ｋを３．１、後段部の光増幅装置の比例倍率ｋを４．３と大きく設定し、図１６（ｂ）の低い時には前段部の光増幅装置の比例倍率ｋを１．７、後段部の光増幅装置の比例倍率ｋを１．２と小さく設定して、光パワーの測定を行った。
【００６６】
この結果、比例倍率固定時では、図１５（ａ）の光入力パワーが高い時に示す光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーが大きく変動してしまって、光入力パワー変動時の光信号の伝送品質を劣化させることとなる。また、図１５（ｂ）の光入力パワーが小さい時に示す光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーが安定せず、発振ぎみの出力となっていた。
【００６７】
これに対して、実施の形態３を用いた時では、比例倍率を大きく設定することにより、図１６（ａ）の光入力パワーが高い時に示す光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーの変動が小さくなり、過渡特性が良くなって、光入力パワー変動時の光信号の伝送品質が改善されることとなった。また、比例倍率を小さく設定することにより、図１５（ｂ）の光入力パワーが小さい時に示す光入力パワーの変化に対して、１波当たりの光出力パワーが安定することになった。
【００６８】
この測定結果からも明らかなように、運用中の光増幅器への光入力パワー変化にも、対応した比例倍率を設定して調整することで、応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、安定した光信号伝送を行うことが可能となった。
【００６９】
（実施の形態４）
図１７は、図５の実施の形態１に示した光増幅装置を多段接続させて構築する光増幅中継システムの一部構成を示すシステム構成図であり、これら光増幅装置３０は、中継局を構成している。この中継局では、ＯＡＤＭ３１によって前局（前段の中継局）から送信された光信号の一部を分岐させたり、新たな波長の光信号を多重させている。ＯＡＤＭ３１によって多重される光信号の波長数を増加させる場合に、たとえば、６波相当の光入力パワーから１２波相当の光入力パワーにした場合、後段部の光増幅装置１０の光パワーが当初の光パワーから２倍の光入力パワーに増大することになる。
【００７０】
しかしながら、この実施の形態にかかる中継局では、ＡＧＣ制御回路１９内の比例回路の比例倍率を、光入力パワーに応じて調整して、光増幅器１１の利得を入力される波長数によらず、一定に利得制御するので、１波当たりの光パワーを一定に保つことができる。
【００７１】
また、この実施形態の中継局では、中継局毎に比例倍率を調整することで、ダイナミックレンジの下限付近では、比例回路の比例倍率を小さい値に変更することにより、光増幅器からの光出力が発振してしまうことを防ぐことができ、また、発振に対する余裕度の大きいダイナミックレンジの上限付近では、比例回路の比例倍率を大きい値に変更することにより、制御回路の応答速度早くして光入力パワーの変動時の過渡特性を改善し、光パワー変動時の光信号の伝送特性の劣化を軽減することができるので、各中継局での光信号の累積した遅延が軽減され、安定した光信号伝送を行うことができる。
【００７２】
（実施の形態５）
ところで、図１９に示した利得一定制御の光増幅装置では、特定出力パワーに対して、たとえば比例積分微分（以下、「ＰＩＤ」という）定数を最適化して、ＰＩＤ制御を行うものがある。
【００７３】
この光増幅装置では、光出力パワーが小さい動作領域でＰＩＤ定数を最適化した場合、ＥＤＦ１２の応答時間が遅い動作条件で、励起ＬＤ２０の制御が最適化されている。このため、光出力パワーが大きい動作状態で、光入力パワーが変動した場合、励起ＬＤ２０の制御応答時間がＥＤＦ１２の利得変動時間より遅いため、利得制御は、ＥＤＦ１２の利得変動時間に追従できず、１波あたりの光出力パワーが大きく変動する。
【００７４】
一方、光出力パワーが大きい動作領域でＰＩＤ定数を最適化した場合、ＥＤＦ１２の応答時間が速い動作条件で励起ＬＤ２０の制御が最適化されている。このため、光出力パワーが小さい動作状態で光入力パワーが変動した場合、励起ＬＤ２０の制御応答時間がＥＤＦ１２の利得変動時間より速いため、利得制御がＥＤＦの利得変動時間よりも速くなり、光出力パワーが不安定になり、発振状態になる可能性が高い。この結果、１波あたりの光出力パワーが大きく変動する。
【００７５】
このような光増幅装置では、使用する光出力パワーの範囲が小さい場合には、励起ＬＤ１２制御の応答速度が一定でも、光出力パワーの上限および下限のどちらでも、発振することなく、かつ光入力パワーが変動した条件での応答特性にも問題は生じない。
【００７６】
しかしながら、利得一定制御を行う光増幅装置を波長多重伝送に適用する場合では、波長数の増減に対応するために、光増幅装置の光出力パワーの範囲が大きくなる。このような場合、制御定数が一定であると、波長数の増減に伴う光入力パワーの変動に対して、光出力パワーが大きく変動するため、安定した利得一定制御を行うことができない。
【００７７】
そこで、本発明では、図１８の構成図に示すように、制御定数調整回路２２を設け、励起ＬＤ２０のＰＩＤ制御を行う制御回路１９の制御定数を、モニタ回路１８でモニタされた光出力パワーに応じて、調整することで、光出力パワーが大きく変動しても、安定した利得一定制御を行えるようにする。
【００７８】
この実施の形態では、利得一定制御を行う制御回路１９の比例定数、積分定数および微分定数の各制御定数を調整する機能を有しており、光出力パワーが小さい場合には、応答速度を遅くするように、制御定数を調整して、光増幅装置１０の光増幅器１１からの光出力が発振してしまうのを防止する。また、光出力パワーが大きい場合には、応答速度を早くするように、制御定数を調整して、光入力パワーが変動した際に、過渡的な応答特性を改善し、光パワー変動時における伝送特性の悪化を軽減させることができる。すなわち、この実施の形態では、波長数変動によらずに、最適な応答特性を持つ光増幅装置を実現することが可能となる。
【００７９】
また、たとえば光増幅器１１の目標利得が常に一定であれば、モニタ回路１７でモニタされた光入力パワーに応じて、回路定数を調整することで、制御速度を最適化し、安定した光増幅器の応答を実現することもできるが、実際にはスパンロスの変動などにより、光増幅器の利得を変化させなければならない場合もある。この場合、ＥＤＦの利得の応答時間は、本来ＥＤＦからの光出力パワーに依存しているため、光入力パワーモニタ回路１７では、最適な制御応答特性が得られない。
【００８０】
これに対して、この実施の形態では、光出力パワーをモニタ回路１８でモニタして、制御回路１９の制御定数の調整を行っているので、スパンロスの変動などにより光増幅器の利得を変化させる場合においても、その影響を受けることなく、光増幅器の応答特性を最適化することが可能となる。
【００８１】
このように、この実施の形態では、光パワー検出手段で光増幅器への光出力パワーを検出してモニタし、この光出力パワーに応じて制御定数を調整する機能を持つことで、運用中の光増幅器への光出力パワー変化にも、対応した制御定数の調整が可能となり、これにより応答速度を速くし、制御回路の過渡特性を良くして、光信号伝送の高速化および安定した制御を行うことができる。
【００８２】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。たとえば、この発明では、ＡＧＣ回路がアナログによる実施の形態を説明しているが、これに限らずＡＧＣ回路がデジタル回路であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態１の構成を示す構成図である。
【図２】比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。
【図３】光入力ダイナミックレンジが狭い時の比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。
【図４】光入力ダイナミックレンジが広い時の比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。
【図５】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態２の構成を示す構成図である。
【図６】図５に示した２段構成の光増幅装置のＡＧＣ制御回路の一例の構成を示す構成図である。
【図７】図６に示した比例回路の第１例の回路構成を示す回路図である。
【図８】図７に示した比例倍率調整回路によって調整された比例倍率と光パワーの関係を示す図である。
【図９】この発明にかかる光増幅装置による比例倍率の調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図６に示した比例回路の第２例の回路構成を示す回路図である。
【図１１】図１０に示した比例倍率調整回路によって調整された比例倍率と光パワーの関係を示す図である。
【図１２】図１１に示した比例倍率調整回路を備えた光増幅装置による比例倍率の調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図５に示した前段部のＡＧＣ制御回路における比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。
【図１４】図５に示した後段部のＡＧＣ制御回路における比例回路の比例倍率と光入力パワーの関係を示す図である。
【図１５】比例倍率固定時に光入力パワーが変化した場合の光パワーの過渡特性の測定結果を示す波形図である。
【図１６】実施の形態３を用いた時に光入力パワーが変化した場合の光パワーの過渡特性の測定結果を示す波形図である。
【図１７】図５に示した光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一部構成を示すシステム構成図である。
【図１８】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態５の構成を示す構成図である。
【図１９】従来の光増幅装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２０】光入力パワーが変化した場合の光パワーの過渡特性を示す図である。
【図２１】従来の光増幅装置の構成のその他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  光伝送路
１０  光増幅装置
１１，１２  光増幅器
１３，１４  光カプラ
１７，１８  対数変換回路（モニタ回路）
１９  ＡＧＣ制御回路
１９ａ  差動回路
１９ｂ  比例回路
１９ｂ１  コンパレータ
１９ｂ２  固定抵抗
１９ｂ３  可変抵抗
１９ｃ  積分回路
１９ｄ  加算回路
１９ｅ  ＬＤ電流制御回路
１９ｆ  比例倍率調整回路
２０  励起ＬＤ
２１  遅延部
２２  制御定数調整回路
３０  光増幅装置
Ｒ２１〜Ｒ２ｎ  抵抗
Ｓ１〜Ｓｎ  アナログスイッチ
【図１】
2004266251.tif 000003
【図２】
2004266251.tif 000004
【図３】
2004266251.tif 000005
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004266251.tif 000018
【図１７】
2004266251.tif 000019
【図１８】
2004266251.tif 000020
【図１９】
2004266251.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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