(57)【要約】【課題】  光出力パワー制御を行う際に、出力光の瞬間的な光出力断、ビットエラーおよび隣接波長への悪影響を防止する光通信装置を得る。【解決手段】  ＥＤＦＡを用いた光増幅器１により増幅された出力光に応じた電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、ＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させて発生するようにした。  前回に光増幅器１に供給された励起光の変化による出力光の不安定さが緩和された後の出力光に応じた電気信号から次回の制御信号を決定することができ、光増幅器１がＥＤＦＡであっても、その光増幅器１の光出力パワー制御を行う際に、光増幅器１への励起光を急激に変化させることなく、出力光の瞬間的な光出力断、ビットエラーおよび隣接波長への悪影響を防止することができる。【選択図】        図１
2005039673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される励起光に応じて入力光を増幅する光増幅手段と、
上記光増幅手段により増幅された出力光を分岐する光分岐手段と、
上記光分岐手段により分岐された分岐光の光レベルに応じた電気信号に変換する光電気変換手段と、
上記光電気変換手段により変換された電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、上記光増幅手段の誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させて発生する制御手段と、
上記制御手段により発生された制御信号に応じた光レベルの励起光に変換し、上記光増幅手段に供給する電気光変換手段とを備えた光通信装置。
【請求項２】
予め複数の異なる光増幅手段の特性に応じた制御情報が記憶され、制御手段により光出力パワー制御対象となる光増幅手段に応じた制御情報が読み出される記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
供給される励起光に応じて入力光を増幅する光増幅手段と、
上記光増幅手段により増幅された出力光を分岐する光分岐手段と、
上記光分岐手段により分岐された分岐光の光レベルに応じた電気信号に変換する光電気変換手段と、
供給される制御信号に応じた光レベルの励起光に変換し、上記光増幅手段に供給する電気光変換手段とを備えた光通信装置を複数備え、
上記各光通信装置における上記光電気変換手段により変換された各電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、対応する光通信装置における上記電気光変換手段にそれぞれ供給すると共に、上記光増幅手段の誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させてそれぞれ供給する制御手段を備えたことを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光増幅器の光出力パワー制御を行う光通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光通信装置における光増幅器の光出力パワー制御では、光増幅器の光出力パワーを所定値に変化させる場合に、光増幅器の光出力と所定値との偏差が大きい時には、光増幅器に供給する励起光の変化を粗調整し、光増幅器の光出力と所定値との偏差が小さい時には、光増幅器に供給する励起光の変化を微調整し、その結果、光増幅器の光出力パワーが所定値になるように制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５６５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光通信装置は以上のように構成されているので、光増幅器の光出力パワー制御を自動的に行うことができる。
しかしながら、光増幅器としてエルビウム添加ファイバ増幅器を用いた光通信装置において同様な光出力パワー制御を行った場合、励起光の変化に対して出力光の変化に時間が掛かるため、光増幅器への励起光を急激に変化させてしまい、その結果、出力光に瞬間的な光出力断が生じたり、ビットエラーおよび隣接波長に悪影響を及ぼしたりする課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、光出力パワー制御を行う際に、出力光の瞬間的な光出力断、ビットエラーおよび隣接波長への悪影響を防止する光通信装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る光通信装置は、光増幅手段により増幅された出力光に応じた電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、光増幅手段の誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させて発生する制御手段と、制御信号に応じた光レベルの励起光に変換し、光増幅手段に供給する電気光変換手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、光増幅手段により増幅された出力光に応じた電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、光増幅手段の誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させて発生するように構成したので、前回に光増幅手段に供給された励起光の変化による出力光の不安定さが緩和された後の出力光に応じた電気信号から次回の制御信号を決定することができ、正確に出力光を検出することができ、その正確に検出された出力光に応じた電気信号から次回の制御信号を決定することができることから、これらを繰り返すことにより、光増幅手段がエルビウム添加ファイバ増幅器であっても、その光増幅手段の光出力パワー制御を行う際に、光増幅手段への励起光を急激に変化させることなく、出力光の瞬間的な光出力断、ビットエラーおよび隣接波長への悪影響を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光通信装置を示す構成図であり、図において、光増幅器（光増幅手段）１は、エルビウム添加ファイバ増幅器（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｅｒ：以下、ＥＤＦＡと言う）を用いたものであり、供給される励起光に応じて入力光を増幅するものである。
光カプラ（光分岐手段）２は、光増幅器１により増幅された出力光の一部を光出力パワー制御を行う際に必要なフィードバック制御用の光として分岐するものである。
フォト・ダイオード（光電気変換手段）３は、光カプラ２で分岐されたフィードバック制御用の分岐光の光レベルに応じた電気信号に変換するものである。
【０００９】
パワー制御回路（ＡＣＣ（Ａｕｔｏ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路）５は、フォト・ダイオード３からのアナログの電気信号をデジタルに変換したり、デジタルの制御信号をアナログに変換するＡ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器を備え、さらに、制御信号に応じた制御電流を発生するものである。
パワー制御指示部（制御手段）６は、パワー制御回路５によりＡ／Ｄ変換された電気信号が外部より設定された所定値に追従するような制御信号を発生するものであり、先の制御信号を発生してからＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな時間後に入力される電気信号と、その外部より設定された所定値との差異に応じて制御信号の変化量を決定し、その決定された変化量の制御信号を発生するものである。このパワー制御指示部６としては、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や中央演算装置等が適用されるものであり、光出力パワー制御を行うためのデータ処理プログラムおよびパワー制御回路５とのインタフェースプログラムは、このパワー制御指示部６が保持している。
レーザ・ダイオード（電気光変換手段）７は、パワー制御回路５により発生された制御電流に応じた光レベルの励起光に変換し、光増幅器１に励起光を出力するものである。
【００１０】
次に動作について説明する。
図１において、光増幅器１では、励起光により入力光を増幅する。ここで、この実施の形態１では、光増幅器１としてＥＤＦＡを適用しており、ＥＤＦＡは、供給される励起光が変化してから出力光が変化し、その出力光の変化が安定するまでには、ＥＤＦＡの誘導放出時定数（〜１０ｍｓ）分掛かる。光カプラ２では、その出力光の一部を分岐し、フォト・ダイオード３では、その分岐光の光レベルに応じた電気信号に変換する。
パワー制御回路５では、フォト・ダイオード３からのアナログの電気信号をデジタルに変換し、パワー制御指示部６では、先の制御信号を発生してからＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな時間後にＡ／Ｄ変換された電気信号と、外部より設定された所定値との差異に応じて制御信号の変化量を決定し、その決定された変化量の制御信号を発生し、パワー制御回路５では、デジタルの制御信号をアナログに変換し、さらに、制御信号に応じた制御電流を発生する。
レーザ・ダイオード７では、制御電流に応じた光レベルの励起光に変換し、光増幅器１に励起光を出力する。
このようにパワー制御指示部６では、ＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな一定周期毎に制御信号を小刻みに変化させ、この処理を繰り返すことにより、パワー制御回路５によりＡ／Ｄ変換された電気信号が外部より設定された所定値になるように制御する。すなわち、光増幅器１の光出力レベルが、所定の光出力レベルになるように制御する。その後、所定値を一定にした、すなわち、一定の光出力パワーが得られるような通常のフィードバック制御が行われる。
【００１１】
次に、パワー制御指示部６における動作の詳細について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１によるパワー制御指示部の処理を示すフローチャートであり、図３はこの発明の実施の形態１による光通信装置における光出力レベルおよび制御信号の変化を示す模式図である。
図３（ｂ）において、ＰＳは光増幅器１によって増幅された出力光の初期の光出力レベルであり、実際には分岐光の初期の光レベルをデジタルの電気信号に変換した値である。ＰＥは同様に所定値に相当する光出力レベルである。この実施の形態１では、初期の光出力レベルＰＳから光出力レベルＰＥになるように制御するものである。
パワー制御指示部６では、光出力レベルに大きな順で、ＰＥ＋Ｘ，ＰＥ＋Ｙ，ＰＥ＋Ｚ，ＰＥ−Ｚ，ＰＥ−Ｙ，ＰＥ−Ｘの閾値を設ける。但し、Ｘ＞Ｙ＞Ｚであり、ＺはＸ，Ｙに対して甚だ小さいものとする。
また、図３（ａ）において、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、それぞれ制御信号の変化量を示したものであり、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３である。
【００１２】
図２において、パワー制御指示部６では、先ず、外部より所定値が設定される（ステップＳＴ１）。この所定値、すなわち、所定の光出力レベルＰＥは、光増幅器１によって増幅される出力光の目標となる光出力レベルである。
次に、現在の光増幅器１によって増幅される出力光の光出力レベルをＰＣとして、所定の光出力レベルＰＥと現在の光出力レベルＰＣとを比較する（ステップＳＴ２）。その結果、ＰＣ＞ＰＥであれば、光出力レベルを減少させる制御を行い、ＰＣ＜ＰＥであれば、光出力レベルを増加させる制御を行う。なお、ＰＣ＝ＰＥであれば、光出力レベルを制御しない。
さらに、（ＰＥ＋Ｘ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｘ）であるか判定する（ステップＳＴ３）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣがＰＳであるので、条件を満たしていないとして、制御信号の変化量をＤ１に設定して、図３（ａ）に示すように現在の制御信号から変化量Ｄ１を減少した制御信号を、時刻Ｔ０に発生する（ステップＳＴ４）。なお、変化量Ｄ１を増加ではなく、減少したのは、ステップＳＴ２において、光出力レベルを減少させる制御を行うと判定されたことによるものである。
変化量Ｄ１を減少した制御信号を発生すれば、パワー制御回路５およびレーザ・ダイオード７を通じて、光増幅器１にその制御信号に応じた励起光が出力される。光増幅器１では、励起光の変化に応じて出力光のレベルを変化させ、光カプラ２およびフォト・ダイオード３を通じて、出力光のレベルに応じた電気信号に変換され、パワー制御回路５では、その出力光のレベルに応じたデジタルの電気信号に変換する。
【００１３】
さらに、パワー制御指示部６では、時刻Ｔ０に先の制御信号を発生してからＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな時間（Ｔ１−Ｔ０）後に、現在の光出力レベルＰＣが安定したと見なして、その現在の光出力レベルＰＣに応じたデジタルの電気信号から、（ＰＥ＋Ｘ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｘ）であるか判定する（ステップＳＴ３）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしていないとして、図３（ａ）に示すように現在の制御信号から変化量Ｄ１を減少した制御信号を、時刻Ｔ１に発生する（ステップＳＴ４）。
制御が一巡した誘導放出時定数よりも大きな時間（Ｔ２−Ｔ１）後の時刻Ｔ２では、（ＰＥ＋Ｘ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｘ）であるか判定する（ステップＳＴ３）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしているので、次に、（ＰＥ＋Ｙ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｙ）であるか判定する（ステップＳＴ５）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしていないとして、図３（ａ）に示すように現在の制御信号から変化量Ｄ２を減少した制御信号を発生する（ステップＳＴ６）。
制御が一巡した誘導放出時定数よりも大きな時間（Ｔ３−Ｔ２）後の時刻Ｔ３では、（ＰＥ＋Ｙ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｙ）であるか判定する（ステップＳＴ５）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしているので、次に、（ＰＥ＋Ｚ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｚ）であるか判定する（ステップＳＴ７）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしていないとして、図３（ａ）に示すように現在の制御信号から変化量Ｄ３を減少した制御信号を発生する（ステップＳＴ８）。
制御が一巡した誘導放出時定数よりも大きな時間（Ｔ４−Ｔ３）後の時刻Ｔ４では、（ＰＥ＋Ｚ）≧ＰＣ≧（ＰＥ−Ｚ）であるか判定する（ステップＳＴ７）。図３（ｂ）では、現在の光出力レベルＰＣが条件を満たしているので、制御が収束したとして光出力パワー制御を終了する。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＥＤＦＡを用いた光増幅器１により増幅された出力光に応じた電気信号が予め定められた所定値になるような制御信号を、ＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな変化周期で徐々に変化させて発生するようにしたので、前回に光増幅器１に供給された励起光の変化による出力光の不安定さが緩和された後の出力光に応じた電気信号から次回の制御信号を決定することができ、正確に出力光を検出することができ、その正確に検出された出力光に応じた電気信号から次回の制御信号を決定することができることから、これらを繰り返すことにより、光増幅器１がＥＤＦＡであっても、その光増幅器１の光出力パワー制御を行う際に、光増幅器１への励起光を急激に変化させることなく、出力光の瞬間的な光出力断、ビットエラーおよび隣接波長への悪影響を防止することができる。
【００１５】
なお、この実施の形態１によれば、光出力レベルの閾値を３つ設けたが、閾値はいくつ設けても良い。
【００１６】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による光通信装置を示す構成図であり、図において、記憶部（記憶手段）１１は、電気的に書き換え可能にされたＦｌａｓｈ  ＲＯＭやＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）等により構成されたものであったり、ＩＣソケット等を用いて物理的に容易に取り外し可能に構成され、電気的に書き換え可能にされたＥＰＲＯＭや電気的に書き換え不可能なＲＯＭ等により構成されたものである。
また、この記憶部１１は、パワー制御指示部６から読み出し可能にされ、パワー制御指示部６の処理機能を変更可能にする制御情報が記憶されたものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００１７】
次に動作について説明する。
記憶部１１には、制御処理プログラムおよびパワー制御回路５とのインタフェースプログラム等が記憶されている。
図４に示された光通信装置において、例えば、用いられる光増幅器１が変更され、光増幅器の特性に変更が生じても、記憶部１１からパワー制御指示部６に、その変更後の光増幅器の特性に応じた制御処理プログラムをロードすることにより、光増幅器１の変更に容易に対応することができ、保守性を向上させることができる。なお、この制御処理プログラムには、光増幅器の特性に応じた所定値および誘導放出時定数等が含まれるものである。
同様に、パワー制御回路５の構成、例えば、Ａ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換に用いているデバイスに変更が生じても、記憶部１１からその変更後のデバイスに応じた制御処理プログラムをロードすることにより、パワー制御回路５のデバイス変更に容易に対応することができ、保守性を向上させることができる。
なお、記憶部１１に変更後の構成に対応可能な制御処理プログラムが記憶されていない場合には、記憶部１１にその対応可能な制御処理プログラムを補充してロードすることもできる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態２によれば、変更後の構成に対応可能な制御処理プログラムが記憶され、パワー制御指示部６から読み出し可能にされた記憶部１１を備えたので、構成が変更になっても、パワー制御指示部６を交換することなく、パワー制御指示部６によりその変更された構成に応じた制御処理プログラムを記憶部１１から読み出すだけで、変更に適応することができ、保守性を向上することができる。
【００１９】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による光通信装置を示す構成図であり、図において、光増幅器（光増幅手段）１ａ，１ｂ，・・・、光カプラ（光分岐手段）２ａ，２ｂ，・・・、フォト・ダイオード（光電気変換手段）３ａ，３ｂ，・・・、パワー制御回路５ａ，５ｂ，・・・、レーザ・ダイオード（電気光変換手段）７ａ，７ｂ，・・・は、それぞれ図１に示したものと同等なものであり、複数の光通信装置を構成するものである。
インタフェース部２１は、例えば、バスにより構成され、複数のパワー制御回路５ａ，５ｂ，・・・とのインタフェース機能を有するものである。
パワー制御指示部（制御手段）２２は、各パワー制御回路５ａ，５ｂ，・・・によりＡ／Ｄ変換された電気信号が外部より設定された所定値に追従するような制御信号を発生するものであり、先の制御信号を発生してからＥＤＦＡの誘導放出時定数よりも大きな時間後に入力される電気信号と、その外部より設定された所定値との差異に応じて制御信号の変化量を決定し、その決定された変化量の制御信号をそれぞれ発生するものである。
【００２０】
次に動作について説明する。
インタフェース部２１は、複数のパワー制御回路５ａ，５ｂ，・・・とパワー制御指示部２２とのインタフェース機能を有する。
パワー制御指示部２２は、インタフェース部２１を通じて複数の光通信装置を集中して制御するようにしたものであり、各パワー制御回路５ａ，５ｂ，・・・によりＡ／Ｄ変換された電気信号が外部より設定された所定値に追従するような制御信号を発生する。なお、パワー制御指示部２２による光出力パワー制御の詳細については、上記実施の形態１と同様である。
【００２１】
以上のように、この実施の形態３によれば、複数の光通信装置を一つのパワー制御指示部２２で集中制御するようにしたので、部品点数を削減でき、高信頼性化、小型化、および低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１による光通信装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるパワー制御指示部の処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による光通信装置における光出力レベルおよび制御信号の変化を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２による光通信装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による光通信装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１，１ａ，１ｂ，・・・  光増幅器（光増幅手段）、２，２ａ，２ｂ，・・・  光カプラ（光分岐手段）、３，３ａ，３ｂ，・・・  フォト・ダイオード（光電気変換手段）、５，５ａ，５ｂ，・・・  パワー制御回路、６，２２  パワー制御指示部（制御手段）、７，７ａ，７ｂ，・・・  レーザ・ダイオード（電気光変換手段）、１１  記憶部（記憶手段）、２１  インタフェース部。
【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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