(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源駆動部が励起光源を駆動することにより励起光を出力する励起光出力部と、
入力される光信号について該励起光出力部にて出力される上記励起光を用いることにより増幅する光増幅器と、
該光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を該励起光源から出力するように該励起光源駆動部を制御することにより、該光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように該励起光出力部を制御する出力一定制御部と、
該光増幅器への光入力をモニタし、該光入力に基づいて該光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成する光入力モニタ部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、該入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより、上記励起光の光レベルを設定する励起光レベル設定部と、
該励起光出力部からの励起光のレベルをモニタし、前記励起光出力部からの励起光の光レベルを示す励起光モニタ信号が、該励起光レベル設定部によって設定された前記励起光の光レベルを示す信号と等しくなるように該励起光源駆動部を制御することにより、上記モニタされた励起光の出力レベルが、該励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、該励起光出力部を制御する励起光モニタ制御部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出する入力断検出部と、
上記の励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、上記入力される光信号が定常入力状態にある場合に該出力一定制御部による出力一定制御モードに、電源投入が検出された場合かまたは、該励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合に該励起光モニタ制御部による励起光制御モードに、上記入力される光信号が断となった場合に該励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードに、切り換える動作制御切換部とをそなえて構成されたことを
特徴とする、光増幅装置。
【請求項２】
該動作制御切換部が、
上記の出力一定制御部または励起光モニタ制御部からの制御信号を選択的に切り換えて該励起光出力部に供給する、もしくは該励起光源駆動部をアースに接続する切り換えを行なう切換スイッチと、
電源投入時または光増幅機能復帰時に、該入力モニタ信号が入力されたときに所定の投入／復帰トリガ信号を出力する投入／復帰トリガ信号出力部と、
該投入／復帰トリガ信号出力部による投入／復帰トリガ信号の出力後に、上記出力一定制御モードで動作させるための一定制御用トリガ信号を出力する一定制御用トリガ信号出力部と、
上記の投入／復帰トリガ信号出力部および一定制御用トリガ信号出力部からの各トリガ信号に基づいて、上記の出力一定制御モード，励起光制御モードまたは停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように、該切換スイッチを制御するスイッチ制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅装置。
【請求項３】
該一定制御用トリガ信号出力部が、該投入／復帰トリガ信号出力部にて上記投入／復帰トリガ信号が出力されてから所定時間経過後に上記一定制御用トリガ信号を出力しうるタイマにより構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増幅装置。
【請求項４】
該一定制御用トリガ信号出力部が、該増幅器による増幅後の光信号レベルと予め設定された所定の光レベルとを比較するレベル比較部をそなえ、
該レベル比較部による上記比較の結果、上記の増幅後の光信号レベルが所定の光レベルよりも高い場合に、上記一定制御用トリガ信号を出力するように構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増幅装置。
【請求項５】
該励起光モニタ制御部が、
該励起光出力部にて出力された上記励起光のレベルをモニタする励起光レベルモニタ部と、
該励起光レベルモニタ部にてモニタされた上記励起光のレベルが、該励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、該励起光出力部を制御する励起光レベル制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅装置。
【請求項６】
該励起光モニタ制御部が、
該励起光出力部において上記励起光を出力するための駆動電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換部と、
該電流／電圧変換部にて変換された上記励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が、該励起光レベル設定部にて設定された光レベルに相当する電圧信号に安定するように、該励起光出力部を制御する駆動制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅装置。
【請求項７】
該光入力モニタ部が、該光信号の入力レベルに比例する電圧信号を該入力モニタ信号として出力するフォトダイオードにより構成されるとともに、該励起光レベル設定部が、該光入力モニタ部にて上記モニタ結果として出力された上記電圧信号を、上記設定された励起光の光レベルを示す電圧信号に変換する電圧変換回路により構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅装置。
【請求項８】
入力される光信号について、励起光を用いて直接増幅しうる光増幅器をそなえてなる光増幅装置による光出力制御方法であって、
上記入力される光信号が定常入力状態にある場合には、該光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を出力するように制御することにより、該光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように上記励起光を制御する出力一定制御ステップと、
上記入力される光信号が断となった時点で、該出力一定制御ステップにおける上記制御された励起光の該光増幅器への供給を停止する停止制御ステップと、
電源投入が検出された場合かまたは、該停止制御ステップにおける上記励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合には、上記入力される光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成し、該入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより上記励起光の光レベルを設定し、当該設定された光レベルの励起光を該光増幅器に供給する励起光制御ステップとをそなえ、
該励起光制御ステップによる上記一定の光レベルの励起光の供給状態となった後、所定時間を経過した場合に、該出力一定制御ステップにおける制御へ変移することを
特徴とする、光増幅装置による光出力制御方法。
【請求項９】
入力される光信号について、励起光を用いて直接増幅しうる光増幅器をそなえてなる光増幅装置による光出力制御方法であって、
上記入力される光信号が定常入力状態にある場合には、該光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を出力するように制御することにより、該光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように上記励起光を制御する出力一定制御ステップと、
上記入力される光信号が断となった時点で、該出力一定制御ステップにおける上記制御された励起光の該光増幅器への供給を停止する停止制御ステップと、
該停止制御ステップにおける上記励起光の供給を停止した後に、入力される光信号が復帰した場合かまたは電源投入が検出された場合に、上記入力される光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成し、該入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより上記励起光の光レベルを設定し、当該設定された光レベルの励起光を該光増幅器に供給する励起光制御ステップとをそなえ、
該励起光制御ステップによる上記一定の光レベルの励起光の供給状態となった後、該光増幅器から出力される光信号のレベルが所定のレベルに達した場合に、該出力一定制御ステップにおける制御へ変移することを
特徴とする、光増幅装置による光出力制御方法。
【請求項１０】
光ファイバを介して送信すべき送信信号を光信号として生成する光信号生成部と、該光信号生成部にて生成された送信信号について増幅して該光ファイバに送出する光増幅部とをそなえてなる光伝送装置において、
該光増幅部が、
励起光源駆動部が励起光源を駆動することにより励起光を出力する励起光出力部と、
該光信号生成部から入力される光信号について、該励起光出力部にて出力される上記励起光を用いることにより増幅する光増幅器と、
該光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を該励起光源から出力するように該励起光源駆動部を制御することにより、該光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように該励起光出力部を制御する出力一定制御部と、
該光増幅器への光入力をモニタし、該光入力に基づいて該光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成する光入力モニタ部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、該入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより、上記励起光の光レベルを設定する励起光レベル設定部と、
前記励起光出力部からの励起光の光レベルを示す励起光モニタ信号が、該励起光レベル設定部によって設定された前記励起光の光レベルを示す信号と等しくなるように該励起光源駆動部を制御することにより、上記励起光の出力レベルが、該励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、該励起光出力部を制御する励起光モニタ制御部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出する入力断検出部と、
上記の励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、上記入力される光信号が定常入力状態にある場合に該出力一定制御部による出力一定制御モードに、電源投入が検出された場合かまたは、該励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合に該励起光モニタ制御部による励起光制御モードに、上記入力される光信号が断となった場合に該励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードに、切り換える動作制御切換部とをそなえて構成されたことを
特徴とする、光伝送装置。
【請求項１１】
光ファイバを介して入力された光信号を増幅する光増幅部と、該光増幅部にて増幅された光信号について受信信号処理を行なう受信信号処理部とをそなえてなる光伝送装置において、
該光増幅部が、
励起光源駆動部が励起光源を駆動することにより励起光を出力する励起光出力部と、
該光ファイバを介して入力される光信号について、該励起光出力部にて出力される上記励起光を用いることにより増幅する光増幅器と、
該光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を該励起光源から出力するように該励起光源駆動部を制御することにより、該光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように該励起光出力部を制御する出力一定制御部と、
該光増幅器への光入力をモニタし、該光入力に基づいて該光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成する光入力モニタ部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、該入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより、上記励起光の光レベルを設定する励起光レベル設定部と、
前記励起光出力部からの励起光の光レベルを示す励起光モニタ信号が、該励起光レベル設定部によって設定された前記励起光の光レベルを示す信号と等しくなるように該励起光源駆動部を制御することにより、上記励起光の出力レベルが、該励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、該励起光出力部を制御する励起光モニタ制御部と、
該光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出する入力断検出部と、
上記の励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、上記入力される光信号が定常入力状態にある場合に該出力一定制御部による出力一定制御モードに、電源投入が検出された場合かまたは、該励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合に該励起光モニタ制御部による励起光制御モードに、上記入力される光信号が断となった場合に該励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードに、切り換える動作制御切換部とをそなえて構成されたことを
特徴とする、光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（目次）
発明の属する技術分野
従来の技術（図９〜図１２）
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段（図１）
発明の実施の形態（図２〜図８）
発明の効果
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムの光増幅器の制御に用いて好適な光増幅装置および光増幅装置による光出力制御方法ならびに光伝送装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
主にエルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素をドープした光ファイバを用いた光ファイバ増幅器は、光信号を電気信号に変換することなく光信号のまま増幅する光増幅器として、高利得，低雑音等の特性を有し、光伝送システムにおいて重要な役割を果している。
【０００４】
このような光伝送システムにおいては、伝送路長の差異に起因する光増幅器への光入力レベルの差を吸収するため、光増幅器にその光出力レベルを一定に保つ光出力一定制御が要求される。
このように、光出力一定制御を行なう従来の光増幅装置について図９を用いて説明すると、図９は従来の光増幅装置の構成を模式的に示す図である。
【０００５】
従来の光増幅装置は、図９に示すように、光／電気変換部１０１，１０８，入力断検出部１０２，動作シーケンス部１０３，励起光源１０４，励起光源駆動部１０５，動作切換スイッチ１０６，光出力一定制御部１０７，第１分波器１０９，アイソレータ１１０，１１３，エルビウムドープ光ファイバ１１１（以下、ＥＤＦ１１１と称する），合波器１１２，および第２分波器１１４を備えて構成されている。
【０００６】
第１分波器１０９は光ファイバカプラにより構成され、光増幅装置に入力された光信号をアイソレータ１１０へ伝達するとともに、この光信号の一部を分波し、光／電気変換部１０１へ送るようになっている。光／電気変換部１０１は、第１分波器１０９から送られてきた光信号を電気信号（電圧信号）に変換するものであり、換言すれば、第１分波器１０９により分波された光信号を、その光入力レベルに比例した電圧信号に変換し、入力モニタ信号として入力断検出部１０２へ送るようになっている。
【０００７】
入力断検出部１０２は、光／電気変換部１０１から送られる入力モニタ信号を、あらかじめ入力断検出部１０２に設定された基準値と比較し、入力モニタ信号が基準値以下となった場合に入力光が断となったと判断し、動作シーケンス部１０３に入力光が断となったことを伝えるようになっている。
動作シーケンス部１０３は、動作切換スイッチ１０６の動作を制御し、入力断検出部１０２から入力光が断となったことが伝えられた時に、動作切換スイッチ１０６に対して、光出力一定制御を中止させるよう制御するようになっている。
【０００８】
また、動作シーケンス部１０３には電源が投入された場合か又は入力光信号が復帰した場合にその旨を検出する図示しない投入／復帰検出部が接続されており、この投入／復帰検出部において電源が投入されたことが検出された場合かまたは入力光信号が復帰したことが検出された場合には、その旨が動作シーケンス部１０３へ通知されるようになっている。
【０００９】
すなわち、動作シーケンス部１０３は、投入／復帰検出部により電源が投入されたことが検出された場合かまたは入力光が復帰したことが検出された場合に、動作切換スイッチ１０６に対して、光出力一定制御を行なうよう制御するようになっている。
動作切換スイッチ１０６は、その一端側は励起光源駆動部１０５に接続される一方、他端側は光出力一定制御部１０７もしくはアースのいずれか一方に切換可能に接続されるようになっており、前述の動作シーケンス部１０３による制御により選択的に切り換えられるようになっている。なお、動作切換スイッチ１０６の他端側は、入力される光信号が定常状態にある場合は光出力一定制御部１０７に接続され、入力される信号光が断となった場合はアースされるようになっている。
【００１０】
励起光源駆動部１０５は、励起光源１０４を駆動して励起光を発生させるものであり、光出力一定制御部１０７により制御されるようになっている。励起光源１０４は半導体レーザダイオード等の発光素子により構成されており、この励起光源１０４のエネルギをＥＤＦ１１１に供給することにより入力される信号光を増幅させるようになっている。
【００１１】
合波器１１２は光ファイバカプラ等により構成され、励起光源１０４から出力された励起光をＥＤＦ１１１に出力する一方、ＥＤＦ１１１にて増幅された信号光をアイソレータ１１３へ出力するようになっている。アイソレータ１１０，１１３は、ＥＤＦ１１１の両端部に接続され、ＥＤＦ１１１により増幅された増幅光が反射してＥＤＦ１１１に帰還することにより光増幅器が発振することを抑止するために用いられるものである。
【００１２】
また、第２分波器１１４も光ファイバカプラ等により構成され、ＥＤＦ１１１にて増幅された光信号の一部を分波し、分波された一方を出力光信号として用いるとともに、他方をモニタ光として光／電気変換部１０８へ送るようになっている。光／電気変換部１０８は、第２分波器１１４から送られてきた光信号を、光／電気変換部１０１と同様に電気信号（電圧信号）に変換するものである。すなわち、光／電気変換部１０８は、第２分波器１１４により分波された光信号を、その光出力レベルに比例した電圧信号に変換し、出力モニタ信号として光出力一定制御部１０７へ送るようになっている。
【００１３】
光出力一定制御部１０７は、光／電気変換部１０８からの出力モニタ信号に基づき、出力光信号のレベル（光出力レベル）が一定となるように励起光源駆動部１０５を制御するものである。具体的には、光／電気変換部１０８から入力される出力モニタ信号（電圧信号）を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、この基準電圧値と出力モニタ信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を励起光源１０４から出力するように励起光源駆動部１０５を制御するようになっている。
【００１４】
このような構成により、光ファイバを介して本装置に入力された光信号は、第１分波器１０９においてその一部を分波された後、アイソレータ１１０を通りＥＤＦ１１１へ送られ、このＥＤＦ１１１において、合波器１１２から入力される励起光により増幅される。増幅された光信号はアイソレータ１１３を通って第２分波器１１４に送られ、この第２分波器１１４においてその一部を分波された後、増幅された光信号（出力光信号）として出力される。
【００１５】
一方、第１分波器１０９において分波された入力光の一部は、光／電気変換部１０１へ送られ、この光／電気変換部１０１において、その入力光の光レベルに比例した電圧信号に変換される。電圧信号に変換された光信号は入力モニタ信号として入力断検出部１０２に送られる。又、入力断検出部１０２では、入力モニタ信号のレベルを予め設定された基準値と比較し、入力光が断状態となったか否かを検出する。
【００１６】
ここで、入力断検出部１０２において入力断が検出されず、光増幅を行なうべく一定レベル以上の光信号が入力側に入力されている状態、すなわち入力される光信号が定常状態にある場合においては、動作シーケンス部１０３では、光出力一定制御部１０７からの制御信号が励起光源駆動部１０５に出力されるように、動作切換スイッチ１０６を切換制御する。
【００１７】
この場合には、第２分波器１１４によって分波された増幅後の光信号の一部が、光／電気変換部１０８によって電気信号（電圧信号）である出力モニタ信号に変換され、この出力モニタ信号が光出力一定制御部１０７に送られる。光出力一定制御部１０７は、この出力モニタ信号を所定の基準電圧値と比較し、出力モニタ信号と基準電圧値との電圧の差分に相当するレベルの励起光を励起光源１０４から出力するように励起光源駆動部１０５を制御する。この光出力一定制御部１０７による制御に従い、励起光源駆動部１０５は励起光源１０４を駆動し、ＥＤＦ１１１に所望の増幅光を得られるような励起光を入力させる。
【００１８】
入力断検出部１０２において、入力モニタ信号を、あらかじめ設定された基準値と比較した結果、入力モニタ信号が基準値以下となった場合には、入力光が断となったとみなし、動作シーケンス部１０３に入力光が断となったことを伝える信号を送る。
入力光が断となったことを伝えられた動作シーケンス部１０３は、光出力一定制御を中止すべく動作切換スイッチ１０６を制御し、動作切換スイッチ１０６における切換スイッチを光出力一定制御部１０７側からアース側へ選択的に切り換え、励起光源駆動部１０５をアースに接続する。励起光源駆動部１０５はアースに接続されることにより励起光源１０４の駆動を停止し、励起光源１０４からＥＤＦ１１１への励起光の入力も停止される。
【００１９】
また、再度、電源投入された場合かまたは入力光信号が復帰した場合には、図示しない投入／復帰検出部から動作シーケンス部１０３へその旨を伝える信号が送られ、動作シーケンス部１０３が動作切換スイッチ１０６に対して、その切換スイッチを光出力一定制御部１０７側へと切り換えるよう制御することにより、再度、光出力一定制御を行なうのである。
【００２０】
さて、このような従来の光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における各光の状態を図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて説明すると、図１０（ａ）は従来の光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における入力光の変化を経時的に示す図、図１０（ｂ）はその励起光の変化を経時的に示す図、図１０（ｃ）はその出力光の変化を経時的に示す図である。
【００２１】
光増幅装置の電源が投入され、本光増幅装置に光信号が入力されると同時に〔図１０（ａ）のＡ１点参照〕、この入力光のレベルに応じた励起光が駆動され〔図１０（ｂ）のＡ２点参照〕、励起光は光増幅装置の回路の伝達抵抗等により遅延を生じつつ上昇する〔図１０（ｂ）のＡ２〜Ａ３点参照〕。又、光信号の入力に少し遅れて、増幅された光信号の出力が開始される〔図１０（ｃ）のＡ４点参照〕。
【００２２】
また、入力光が断となった場合には〔図１０（ａ）のＡ５点参照〕、前述の入力断検出部１０２により入力断が検出され、動作シーケンス部１０３および動作切換スイッチ１０６により励起光の出力が停止され〔図１０（ｂ）のＡ６点参照〕、光出力も停止する〔図１０（ｃ）のＡ７点参照〕。
さらに、入力光が回復した場合に、前回の入力光〔図１０（ａ）のＡ１点参照〕よりも強い光信号が入力した時には〔図１０（ａ）のＡ８点参照〕、この入力光のレベルに応じた励起光が駆動される〔図１０（ｂ）のＡ９点参照〕。この励起光は光増幅装置の回路の伝達抵抗等により遅延を生じつつ上昇し〔図１０（ｂ）のＡ９〜Ａ１０点参照〕、光信号の入力に少し遅れて、増幅された信号光の出力が開始される〔図１０（ｃ）のＡ１１点参照〕。
【００２３】
しかしながら、このような従来の光増幅装置により出力一定制御を行なう場合には、入力断検出部１０２により入力光が断となったことを検出する一方で、断となった入力光に対応する励起光を出力させるべく、光出力一定制御部１０７が励起光源駆動部１０５を制御する。
すなわち、光増幅器の電源投入時もしくは入力光回復時に励起光が急激に増加し〔図１０（ｂ）のＡ３，Ａ１０点参照〕、この励起光によって増幅された出力光は、所定のレベルで安定する前に、一時的に所定のレベルを越えて突出するように上昇する〔図１０（ｃ）のＡ１２，Ａ１３点参照〕。
【００２４】
光伝送システムに用いられる光増幅器においてこのような突出するような出力光が発生すると、発生した突出する出力（過大出力）光は伝送路および他の中継器等を経て累積的に中継増幅されて、端局において信号光を受信する段においては過大出力光は更に大きくなり、受信部において信号光を受信する光部品の品質に影響を与えるおそれがあるという課題がある。
【００２５】
なお、このように励起光出力が急激に増加するのを防止し、又、出力光が過大となることを抑制するために、光増幅器出力一定制御を行なう回路の応答性を低速化する手法が知られているが、このように光増幅器出力一定制御を低速化した場合には、入力光のレベル変動が出力光に現れ易くなる等、光増幅器の光出力一定機能が低下するという課題がある。
【００２６】
また、光増幅器の電源投入が行なわれた直後もしくは入力光が復帰した直後には出力一定制御を行なわず、励起光源からの光出力を一定に制御する励起光出力一定制御や、励起光源を駆動する駆動電流を一定に保つよう制御する電流一定制御を行なう光増幅装置による光出力制御手法が知られている。
ここで、従来の励起光出力一定制御を用いた光増幅装置について図１１を用いて説明すると、図１１は従来の励起光出力一定制御を用いた他の光増幅装置の構成を模式的に示す図である。
【００２７】
さて、従来の励起光出力一定制御を用いた光増幅装置は、図１１に示すように、図９に示す従来の光増幅装置に、タイマ１１５および励起光制御部１１６を備えて構成されており、更に、動作シーケンス部１０３に代えて動作シーケンス部１１８をそなえるとともに、動作切換スイッチ１０６に代えて動作切換スイッチ１１７をそなえるものであり、その他の部分は図９に示す装置と同様に構成されている。なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その説明は省略する。
【００２８】
動作シーケンス部１１８は、動作切換スイッチ１１７の動作を制御し、入力断検出部１０２から入力光が断となったことを伝える信号が入力されると、動作切換スイッチ１１７を制御して光出力一定制御を中止させるようになっている。
また、動作シーケンス部１１８には電源が投入された場合か入力光信号が復帰した場合にその旨を検出する図示しない投入／復帰検出部が接続されており、電源が投入された場合かまたは入力光信号が復帰した場合に、この投入／復帰検出部から動作シーケンス部１１８へ投入／復帰が検出された旨を伝える信号が送られるようになっている。
【００２９】
さらに、動作シーケンス部１１８にはタイマ１１５が接続されており、このタイマ１１５は動作シーケンス部１１８からのカウント開始の信号を受けてから、あらかじめ設定された所定時間経過後、動作シーケンス部１１８に対してカウント終了のトリガ信号を送るようになっている。
ここで、投入／復帰検出部において電源が投入されたことが検出された場合かまたは入力光信号が復帰したことが検出された場合には、動作シーケンス部１１８からタイマ１１５に対してカウント開始のトリガ信号を出力するとともに、タイマ１１５からカウント終了のトリガ信号が送られてくるまでの間、励起光制御を行なうよう動作切換スイッチ１１７を制御するようになっている。
【００３０】
動作切換スイッチ１１７は、その一端側は励起光源駆動部１０５に接続されている一方、他端側は光出力一定制御部１０７，励起光制御部１１６もしくはアースのいずれか一方に切換可能に接続されるようになっており、動作シーケンス部１１８による制御により選択的に切り換えられるようになっている。なお、動作切換スイッチ１１７の他端側は、入力される光信号が定常状態にある場合は光出力一定制御部１０７に接続され、入力される光信号が断となったことが伝えられた場合はアースされるようになっている。
【００３１】
励起光制御部１１６の一端側は励起光源１０４に接続されており、励起光源１０４から出力される励起光をモニタするようになっているとともに、その他端側は動作切換スイッチ１１７に接続され、動作切換スイッチ１１７の内部の切換スイッチにより励起光源駆動部１０５に選択的に接続されるようになっており、励起光源１０４から出力される励起光量があらかじめ設定した所定値で安定するように励起光源駆動部１０５を制御することにより励起光出力一定制御を行なうものである。
【００３２】
このような構成により、従来の励起光出力一定制御を用いた光増幅装置も、図９に示す従来の光増幅装置と同様に、光ファイバを介して本装置に入力された光信号を増幅して出力するものであり、第２分波器１１４により分波した光信号（出力モニタ信号）に基づいて光出力一定制御部１０７により光出力一定制御を行なうようになっており、又、第１分波器１０９によって分波された光信号（入力モニタ信号）に基づき、光信号の入力が断となった時に、動作シーケンス部１１８により光出力一定制御を中止すべく動作切換スイッチ１１７を制御して励起光源駆動部１０５をアースに接続させ、励起光源１０４からＥＤＦ１１１への励起光の入力を停止させる。
【００３３】
また、図１１に示す従来の励起光出力一定制御を用いた光増幅装置では、動作シーケンス部１１８において、光増幅器の電源投入が行なわれたこともしくは入力光が復帰したことを検出した旨の情報を、投入／復帰検出部（図示せず）から通知された場合に、動作切換スイッチ１１７を切換制御して、励起光源駆動部１０５を動作停止状態（アース接続）から励起光制御部１１６による励起光一定制御を受けることができるようにする。更に、タイマ１１５では、上述の投入／復帰検出情報をトリガ情報として、カウントを開始する。
【００３４】
さらに、動作シーケンス部１１８では、タイマ１１５におけるカウントに基づき、所定時間が経過するまでの間は、励起光制御部１１６による励起光出力一定制御を行なうよう動作切換スイッチ１１７を制御する一方、所定時間が経過した場合には、動作切換スイッチ１１７を切換制御して、励起光制御部１１６による励起光一定制御から、光出力一定制御部１０７による光出力一定制御に切り換える。
【００３５】
ここで、このような従来の励起光出力一定制御を用いた他の光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における各光の状態を図１２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明すると、図１２（ａ）はその電源投入時および入力光回復時における入力光の変化を経時的に示す図、図１２（ｂ）はその励起光の変化を経時的に示す図、図１２（ｃ）はその出力光の変化を経時的に示す図である。
【００３６】
上述の図１１に示す光増幅装置では、電源が投入され光信号が入力されると〔図１２（ａ）のＢ１点参照〕、タイマ１１５によりカウントが開始される一方、動作シーケンス部１１８では、このタイマ１１５によるカウントに基づき所定時間が経過するまでは、動作切換スイッチ１１７に対して、励起光源駆動部１０５と励起光制御部１１６とを接続するようスイッチ切換制御を行ない、励起光出力一定制御を行なう〔図１２（ｂ）のＢ２点参照〕。又、この励起光により増幅された光信号が出力される〔図１２（ｃ）のＢ６点参照〕。
【００３７】
所定時間経過後、タイマ１１５によるカウントが終了すると〔図１２（ｂ）のＢ３点参照〕、動作シーケンス部１１８では動作切換スイッチ１１７を切換制御して、励起光源駆動部１０５に光出力一定制御部１０７を接続し、光出力一定制御を行なう〔図１２（ｂ）Ｂ４点参照〕。これにより、上述の光出力一定制御に切り換わった時点から少し遅れてこの励起光により増幅された出力光の出力が開始される〔図１２（ｃ）のＢ７点参照〕。
【００３８】
また、入力光が断となった場合には〔図１２（ａ）のＢ５点参照〕、前述の入力断検出部１０２により入力断が検出され、動作シーケンス部１１８により動作切換スイッチ１１７を切換制御して、励起光源駆動部１０５をアースに接続することにより、励起光源１０４からＥＤＦ１１１への励起光の出力が停止し〔図１２（ｂ）のＢ８点参照〕、光出力も停止する〔図１２（ｃ）のＢ９点参照〕。
【００３９】
さらに、入力光が回復し、前回の入力光よりも強い光信号が入力した時にも〔図１２（ａ）のＢ１０点参照〕、この入力光のレベルに応じた励起光が駆動され〔図１２（ｂ）のＢ１２点参照〕、少し遅れてこの励起光により増幅された出力光の出力が開始される〔図１０（ｃ）Ｂ１３点参照〕。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような図１１に示す従来の励起光一定制御を用いた光増幅装置で出力一定制御を行なう場合において、光増幅器の利得特性は、励起光源から出力される励起光のエネルギにほぼ比例するため、励起光制御部１１６に対して、入力光が少光である時に所定の光出力を得られるように励起光量もしくは励起光源駆動電流を設定した場合、より大きな入力光が入力した時、所定の光入力レベルを超えた光出力となってしまう。
【００４１】
そのため、励起光制御部１１６に対して、励起光出力もしくは励起光源駆動電流の設定を、入力光が最大となった時に所定の光出力を越えないように設定する必要があるが、このように励起光制御部１１６を設定した場合、入力光が少光の場合には所定の光出力を得られず、又、タイマ１１５によるカウントが終了し、光出力一定制御を開始する際に、急激に励起光出力が増加し〔図１２（ｂ）のＢ１４点参照〕、所定の光入力レベルを超えた光出力となってしまう〔図１２（ｃ）のＢ１５点参照〕。
【００４２】
前述の如く、光伝送システムに用いられる光増幅器においてこのような突出するような出力光が発生すると、発生した突出する出力（過大出力）光は伝送路および他の中継器等を経て累積的に中継増幅されて、端局において信号光を受信する段においては過大出力光は更に大きくなり、受信部において信号光を受信する光部品の品質に影響を与える場合がある。
【００４３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、励起光源からの励起光出力を制御する工夫を施すことにより、電源投入が検出された場合かまたは、励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合においても、光入力レベルにかかわらず（一定の光レベルを越えることのない）光出力一定制御を行なうことができるようにした、光増幅装置および光増幅装置による光出力制御方法ならびに光伝送装置を提供することを目的とする。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理ブロック図で、この図１に示すように、励起光出力部１，光増幅器２，出力一定制御部３，光入力モニタ部４，励起光レベル設定部５，励起光モニタ制御部６，入力断検出部７および動作制御切換部８を有して構成されている。
【００４５】
励起光出力部１は励起光源駆動部が励起光源を駆動することにより励起光を出力するものであり、又、光増幅器２は入力される光信号について励起光出力部１にて出力される励起光を用いることにより増幅するものである。更に、出力一定制御部３は光増幅器２から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、この基準電圧値と出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を励起光源から出力するように励起光源駆動部を制御することにより、光増幅器２にて増幅された光信号のレベルが一定となるように励起光出力部１を制御するものである。
光入力モニタ部４は光増幅器２への光入力をモニタし、光入力に基づいて光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成するものであり、又、励起光レベル設定部５は光入力モニタ部４からの光入力のモニタ結果に基づいて、入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより、励起光の光レベルを設定するものであり、更に、励起光モニタ制御部６は励起光出力部１からの励起光のレベルをモニタし、励起光出力部１からの励起光の光レベルを示す励起光モニタ信号が、励起光レベル設定部５によって設定された励起光の光レベルを示す信号と等しくなるように励起光源駆動部を制御することにより、このモニタされた励起光の出力レベルが、励起光レベル設定部５にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部１を制御するものである。
【００４６】
入力断検出部７は光入力モニタ部４からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出するものであり、又、動作制御切換部８は励起光出力部１から光増幅器２に対して出力される励起光の制御モードを、入力される光信号が定常入力状態にある場合に出力一定制御部３による出力一定制御モードに、電源投入が検出された場合かまたは、励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合に励起光モニタ制御部６による励起光制御モードに、入力される光信号が断となった場合に励起光出力部１からの励起光の出力を停止する停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように切り換えるものである（請求項１）。
【００４７】
このような構成により、入力された信号光（光信号）は光増幅器２により増幅された後出力されるのであるが、動作制御切換部８が励起光の制御モードを出力一定制御部３による出力一定制御モードで動作するように切り換えることにより、増幅された信号光のレベルは一定に制御される。
また、入力される信号光は光入力モニタ部４によりモニタされた後、入力断検出部７に入力され、入力断検出部７は、光入力モニタ部４からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出し、光入力が断となったことを検出した時に、動作切換制御部８に対して光入力が断となったことを伝える。入力断検出部７により光入力が断となったことが伝えられた動作制御切換部８は、励起光出力部１からの励起光の出力を停止する停止制御モードで動作するように切り換え、光増幅器２への励起光の出力を停止する。
【００４８】
また、電源投入時または光増幅機能復帰時には、動作制御切換部８は励起光の制御モードを励起光モニタ制御部６による励起光制御モードで動作するように切り換え、励起光モニタ制御部６により制御される励起光を光増幅器２に出力する。すなわち、光入力モニタ部４によるモニタ結果に基づいて、励起光レベル設定部５により励起光の光レベルを設定するとともに、励起光モニタ制御部６により励起光出力部１からの励起光のレベルをモニタし、このモニタされた励起光の出力レベルが励起光レベル設定部５にて設定された光レベルに安定するように励起光出力部１を制御し、光増幅器２へ励起光を供給する。
【００４９】
さらに、励起光モニタ制御部６による励起光制御モードでの一定の光レベルの励起光の供給状態となった後、所定時間を経過した場合に、動作制御切換部８は、出力一定制御部３による出力一定制御モードで動作するように切り換え、増幅された信号光のレベルを一定に制御する。
なお、請求項１記載の光増幅装置において、動作制御切換部が、上記の出力一定制御部または励起光モニタ制御部からの制御信号を選択的に切り換えて励起光出力部に供給する、もしくは励起光源駆動部をアースに接続する切り換えを行なう切換スイッチと、電源投入時または光増幅機能復帰時に、入力モニタ信号が入力されたときに所定の投入／復帰トリガ信号を出力する投入／復帰トリガ信号出力部と、この投入／復帰トリガ信号出力部による投入／復帰トリガ信号の出力後に、上記出力一定制御モードで動作させるための一定制御用トリガ信号を出力する一定制御用トリガ信号出力部と、上記の投入／復帰トリガ信号出力部および一定制御用トリガ信号出力部からの各トリガ信号に基づいて、上記の出力一定制御モード，励起光制御モードまたは停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように、切換スイッチを制御するスイッチ制御部とをそなえて構成してもよい（請求項２）。
【００５０】
また、請求項２記載の光増幅装置において、一定制御用トリガ信号出力部が、投入／復帰トリガ信号出力部にて上記投入／復帰トリガ信号が出力されてから所定時間経過後に上記一定制御用トリガ信号を出力しうるタイマにより構成してもよい（請求項３）。
さらに、請求項２記載の光増幅装置において、一定制御用トリガ信号出力部が、増幅器による増幅後の光信号レベルと予め設定された所定の光レベルとを比較するレベル比較部をそなえ、このレベル比較部による上記比較の結果、上記の増幅後の光信号レベルが所定の光レベルよりも高い場合に、上記一定制御用トリガ信号を出力するように構成してもよい（請求項４）。
【００５１】
また、請求項１記載の光増幅装置において、励起光モニタ制御部が、励起光出力部にて出力された上記励起光のレベルをモニタする励起光レベルモニタ部と、この励起光レベルモニタ部にてモニタされた上記励起光のレベルが、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部を制御する励起光レベル制御部とをそなえて構成してもよい（請求項５）。
【００５２】
さらに、請求項１記載の光増幅装置において、励起光モニタ制御部が、励起光出力部において上記励起光を出力するための駆動電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換部と、この電流／電圧変換部にて変換された上記励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに相当する電圧信号に安定するように、励起光出力部を制御する駆動制御部とをそなえて構成してもよい（請求項６）。
【００５３】
またさらに、請求項１記載の光増幅装置において、光入力モニタ部が、光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として出力するフォトダイオードにより構成されるとともに、励起光レベル設定部が、光入力モニタ部にて上記モニタ結果として出力された上記電圧信号を、上記設定された励起光の光レベルを示す電圧信号に変換する電圧変換回路により構成してもよい（請求項７）。
【００５４】
ところで、本発明の光増幅装置による光出力制御方法は、入力される光信号について、励起光を用いて直接増幅しうる光増幅器をそなえてなる光増幅装置による光出力制御方法であって、上記入力される光信号が定常入力状態にある場合には、光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、該基準電圧値と該出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を出力するように制御することにより、光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように上記励起光を制御する出力一定制御ステップと、上記入力される光信号が断となった時点で、出力一定制御ステップにおける上記制御された励起光の光増幅器への供給を停止する停止制御ステップと、電源投入が検出された場合かまたは、停止制御ステップにおける上記励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合には、上記入力される光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成し、この入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより励起光の光レベルを設定し、この設定された一定の光レベルの励起光を光増幅器に供給する励起光制御ステップとをそなえ、励起光制御ステップによる上記一定の光レベルの励起光の供給状態となった後、所定時間を経過した場合に、出力一定制御ステップにおける制御へ変移することを特徴としている（請求項８）。
【００５５】
また、請求項１記載の光増幅装置による光出力制御方法において、入力される光信号について、励起光を用いて直接増幅しうる光増幅器をそなえてなる光増幅装置による光出力制御方法であって、上記入力される光信号が定常入力状態にある場合には、光増幅器から出力される出力信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、この基準電圧値と出力信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を出力するように制御することにより、光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように上記励起光を制御する出力一定制御ステップと、上記入力される光信号が断となった時点で、出力一定制御ステップにおける上記制御された励起光の光増幅器への供給を停止する停止制御ステップと停止制御ステップにおける上記励起光の供給を停止した後に、入力される光信号が復帰した場合かまたは電源投入が検出された場合に、上記入力される光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として生成し、この入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより励起光の光レベルを設定し、この設定された一定の光レベルの励起光を光増幅器に供給する励起光制御ステップとをそなえ、励起光制御ステップによる上記一定の光レベルの励起光の供給状態となった後、光増幅器から出力される光信号のレベルが所定のレベルに達した場合に、出力一定制御ステップにおける制御へ変移することを特徴としてもよい（請求項９）。
【００５６】
ところで、本発明の光伝送装置は、光ファイバを介して送信すべき送信信号を光信号として生成する光信号生成部と、この光信号生成部にて生成された送信信号について増幅して光ファイバに送出する光増幅部とをそなえてなる光伝送装置において、光増幅部が、励起光を出力する励起光出力部と、光信号生成部から入力される光信号について、励起光出力部にて出力される上記励起光を用いることにより増幅する光増幅器と、光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように励起光出力部を制御する出力一定制御部と、光増幅器への光入力をモニタする光入力モニタ部と、光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて上記励起光の光レベルを設定する励起光レベル設定部と、上記励起光の出力レベルが、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部を制御する励起光モニタ制御部と、光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出する入力断検出部と、上記の励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、出力一定制御部による出力一定制御モード，励起光モニタ制御部による励起光制御モードまたは励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように切り換える動作制御切換部とをそなえて構成されたことを特徴としている（請求項１０）。
【００５７】
ところで、本発明の光伝送装置は、光ファイバを介して入力された光信号を増幅する光増幅部と、この光増幅部にて増幅された光信号について受信信号処理を行なう受信信号処理部とをそなえてなる光伝送装置において、光増幅部が、励起光を出力する励起光出力部と、光ファイバを介して入力される光信号について、励起光出力部にて出力される上記励起光を用いることにより増幅する光増幅器と、この光増幅器にて増幅された光信号のレベルが一定となるように励起光出力部を制御する出力一定制御部と、光増幅器への光入力をモニタする光入力モニタ部と、この光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて上記励起光の光レベルを設定する励起光レベル設定部と、上記励起光の出力レベルが、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部を制御する励起光モニタ制御部と、光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出する入力断検出部と、上記の励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、該出力一定制御部による出力一定制御モード，該励起光モニタ制御部による励起光制御モードまたは該励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように切り換える動作制御切換部とをそなえて構成されたことを特徴としている（請求項１１）。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）第１実施形態の説明
図２は本発明の第１実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図であるが、この図２に示す光増幅装置は、例えば図５に示すように、伝送路光ファイバを介して光信号を送信する光伝送システムにおける光伝送装置１０００にて使用することができるようになっている。
【００５９】
なお、この図５に示す光伝送装置１０００において、光増幅装置１００，１００′は、図２に示す光増幅装置とほぼ同一の構成を有しており、入力された光信号を増幅する光増幅装置として用いるものであり、その詳細な説明は後述する。
また、光増幅装置１００は光信号（信号光）の送信用の高出力アンプとしての機能するものであり、光信号生成部にて生成された送信信号について増幅して伝送路光ファイバ７００（光ファイバ）に送出する光増幅部に相当するものである。又、光増幅装置１００′は受信用の低出力アンプとして機能するものであり、光ファイバを介して入力された光信号を増幅する光増幅部に相当するものである。
【００６０】
ここで光伝送装置１０００は、送信端局装置３００，第１中継装置４００，第２中継装置５００，受信端局装置６００および伝送路光ファイバ７００（光ファイバ）を有して構成されており、送信端局装置３００から送信する光信号を受信端局装置６００で受信する伝送システムである。
また、光伝送装置１０００は、光ファイバを介して送信すべき送信信号を光信号として生成する光信号生成部と、光信号生成部にて生成された送信信号について増幅して光ファイバに送出する光増幅部とをそなえてなる光伝送装置に相当するものであるとともに、光ファイバを介して入力された光信号を増幅する光増幅部と、光増幅部にて増幅された光信号について受信信号処理を行なう受信信号処理部とをそなえてなる光伝送装置に相当するものである。
【００６１】
送信端局装置３００は、信号処理部３１０，光信号送信器３２０および光増幅装置１００を有して構成されており、送信するデータを光信号として送信する送信端局である。信号処理部３１０は送信するためのデータを処理し、デジタル信号（電気信号）に加工するものであり、又、光信号送信器３２０は信号処理部３１０によって加工されたデータを光信号に変換するものである。なお、送信端局装置３００において、信号処理部３１０と光信号送信器３２０とは光信号生成部に相当するものである。
【００６２】
第１中継装置４００は、光増幅装置１００，１００′，光受信器４１０，信号処理部４２０および光送信器４３０を有して構成されており、送信端局装置３００から送られる光信号を受信した後、一端、デジタル信号（電気信号）として再構築したうえで、再度、光信号に変換して送信する中継装置である。
光受信器４１０は、光増幅装置１００′により増幅された光信号をデジタル信号に加工するものであり、又、信号処理部４２０は、光受信器４１０によりデジタル信号に変換されたデータをタイミングを取り直した上で再構築するものであり、更に、光送信器４３０は、信号処理部４２０により再構築されたデータを、再度、光信号に変換するものである。なお、第１中継装置４００において、光受信器４１０および信号処理部４２０は受信信号処理部に相当するものであり、信号処理部４２０および光送信器４３０は光信号生成部に相当するものである。
【００６３】
第２中継装置５００は光増幅装置１００を有して構成されており、入力された光信号を増幅し出力するようになっている。
受信端局装置６００は、光増幅装置１００′，光受信器６１０および信号処理部６２０を有して構成されており、受信した光信号を増幅し、データとして処理する受信端局である。光信号受信器６１０は光増幅装置１００′によって増幅された光信号をデジタル信号に変換するものであり、又、信号処理部６２０は光受信器６１０によりデジタル信号に変換されたデジタル信号をデータとして処理するものである。なお、受信端局装置６００において、光増幅装置１００′と光受信器６１０とは受信信号処理部に相当するものである。
【００６４】
伝送路光ファイバ７００は、送信端局装置３００，第１中継装置４００，第１中継装置４００，第２中継装置５００，第２中継装置５００および受信端局装置６００の各間を接続する光ファイバである。
本発明の第１実施形態としての光増幅装置を使用した光伝送装置は、上述のごとく構成されているので、送信端局装置３００において、信号処理部３１０により処理された送信用データは、光信号送信器３２０により光信号に変換され、光増幅装置１００により増幅され、伝送路光ファイバ７００を介して第１中継装置４００に伝送される。
【００６５】
また、第１中継装置４００において、入力された光信号は、光増幅装置１００′により、後工程の光受信器４１０において処理可能な光レベルにまで増幅された後、光受信器４１０によりデジタル信号に変換された後、信号処理部４２０によってタイミングを取り直した上で再構築される。デジタル信号に変換されたデータは光送信器４３０において、再度、光信号に変換された後、光増幅装置１００により増幅され、伝送路光ファイバ７００を介して第２中継装置５００に伝送される。すなわち、第１中継装置４００に入力された光信号は信号処理部４２０により、デジタル信号として再現された後、再度、光信号に変換され、送信されるのである。
【００６６】
第２中継装置５００において、入力された光信号は、光増幅装置１００により増幅され、伝送路光ファイバ７００を介して受信端局装置６００に送信される。受信端局装置６００において、入力された光信号は光増幅装置１００′により、後工程の光受信器６１０において処理可能な光レベルにまで増幅された後、光受信器６１０によりデジタル信号に変換され、信号処理部６２０によりデータとして処理されるのである。
【００６７】
ここで、上述の光伝送装置に用いられる光増幅装置１００，１００′について図を用いて詳述すると、図２，図３は本発明の第１実施形態としての光増幅装置および光増幅装置による光出力制御方法を示すもので、図２は本発明の第１実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図、図３は図２における励起換算部および励起光制御部の回路構成を示す回路図である。
【００６８】
本発明の第１実施形態としての光増幅装置は、図２に示すように、第１分波器２０１，アイソレータ２０２，２０４，合波器２０３，第２分波器２０５，励起光源駆動部１１，励起光源１２，ＥＤＦ２０，光出力一定制御部３１，光／電気変換部３２，４１，６１，励起換算部５１，励起光制御部６２，入力断検出部７１，切換スイッチ８１，スイッチ制御部８２，投入／復帰トリガ信号出力部８３およびタイマ８４を有して構成されている。
【００６９】
エルビウムドープ光ファイバ２０（以下、ＥＤＦ２０と称する）は、入力される光信号について励起光源１２から出力される励起光を用いることにより増幅するものであり、光増幅器に相当するものである。
また、光／電気変換部４１は、第１分波器２０１から送られてきた光信号（モニタ結果）を電気信号（電圧信号）として出力するものであり、第１分波器２０１により分波された光信号を、その光入力レベルに比例した電圧信号に変換し、入力モニタ信号として入力断検出部７１，励起換算部５１および投入／復帰トリガ信号出力部８３へ送るようになっており、光入力モニタ部に相当するものである。
【００７０】
励起換算部５１は、光／電気変換部４１にてモニタ結果として出力された電圧信号を、設定された励起光の光レベルを示す電圧信号に変換する電圧変換回路により構成されており、励起光レベル設定部に相当するものである。
入力断検出部７１は、光／電気変換部４１から送られる入力モニタ信号を、あらかじめ入力断検出部７１に設定された基準値と比較し、入力モニタ信号が基準値以下となった場合に入力光が断となったと判断し、スイッチ制御部８２および投入／復帰トリガ信号出力部８３に入力光が断となったことを伝えるようになっており、入力断検出部に相当するものである。
【００７１】
投入／復帰トリガ信号出力部８３は、電源投入または光増幅機能復帰したことを検出し、所定の投入／復帰トリガ信号を、一定制御用トリガ信号出力部であるタイマ８４とスイッチ制御部８２とに出力するようになっている。
タイマ８４は、投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号を入力されてからの時間の経過を経時するもので、この投入／復帰トリガ信号入力から所定時間経過後にスイッチ制御部８２に対して一定制御用トリガ信号を出力するようになっている。
【００７２】
スイッチ制御部８２は、入力断検出部７１，投入／復帰トリガ信号出力部８３およびタイマ８４からの各トリガ信号に基づいて、出力一定制御モード、励起光制御モード又は停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように、切換スイッチ８１を切換制御するものである。
切換スイッチ８１は、その端側は励起光駆動源１１に接続されている一方、他方は光出力一定制御部３１，励起光制御部６２もしくはアースのいずれか一方に切換可能に接続されるようになっており、スイッチ制御部８２による切換制御により選択的に切換られるようになっている。
【００７３】
なお、これら投入／復帰トリガ信号出力部８３，タイマ８４，スイッチ制御部８２および切換スイッチ８１は、動作切換部に相当するものである。
光／電気変換部３２は、前述の光／電気変換部４１と同様に、第２分波器２０５から送られてきた光信号（モニタ結果）を電気信号（電圧信号）として出力するものであり、換言すれば第２分波器２０５により分波された光信号を、その光入力レベルに比例した電圧信号に変換し、出力モニタ信号（電圧信号）として光出力一定制御部３１へ送るようになっている。
【００７４】
また、光出力一定制御部３１は、光／電気変換部３２からの出力モニタ信号に基づき、ＥＤＦ２０にて増幅される出力光信号のレベル（光出力レベル）が一定となるように励起光源駆動部１１を出力一定制御モードで制御するものであり、具体的には、光／電気変換部３２から送られる出力モニタ信号を、あらかじめ設定された所望の光出力に対応する基準電圧値と比較し、基準電圧値と出力モニタ信号との電圧の差分に相当するレベルの励起光を励起光源１２から出力するように励起光源駆動部１１を制御するようになっている。
【００７５】
なお、光／電気変換部３２および光出力一定制御部３１が、動作切換部に相当するものである。
励起光源駆動部１１は、励起光源１２を駆動して励起光を発生させるものであり、光出力一定制御部３１もしくは励起光制御部６２により選択的に制御されるようになっている。又、励起光源１２は半導体レーザダイオード等の発光素子により構成されており、この励起光源１２のエネルギを、ＥＤＦ２０に供給することにより、入力される信号光を増幅させることができるものである。又、励起光源１２からの後方光については、光／電気変換部６１に入力されるようになっている。
【００７６】
なお、励起光源駆動部１１および励起光源１２が、励起光出力部に相当するものである。
励起光レベルモニタ部としての光／電気変換部６１は、励起光源１２から出力された励起光の後方光を、前述の光／電気変換部４１，３２と同様に、その励起光のレベルに比例した電圧信号に変換することにより、励起光のレベルがモニタされた励起光モニタ信号（電圧信号）として励起光制御部６２へ送るようになっており、例えば、フォトダイオード等で構成される。
【００７７】
また、励起光制御部６２は、光／電気変換部６１にてモニタされた励起光のレベルが、励起光換算部５１にて設定された光レベルに安定するように、励起光源駆動部１１を制御するものであり、励起光レベル制御部に相当するものである。
なお、光／電気変換部６１および励起光制御部６２が、励起光モニタ制御部に相当するものである。
【００７８】
ここで、励起換算部５１と励起光制御部６２との回路構成を、図３を用いて説明すると、励起換算部５１はアンプ５１１と３つの抵抗を備えてなる電圧変換回路により構成され、光／電気変換部４１から送られてきた入力モニタ信号（電圧信号）を、アンプ５１１において、あらかじめ設定された変換率に従い、入力モニタ信号に対応する励起光の光レベル（「設定された励起光の光レベル」）として変換し、この「設定された励起光の光レベル」を示す信号（信号Ａ）を励起光制御部６２へ出力する。
【００７９】
また、励起光制御部６２はアンプ６２１とともに３つの抵抗を有して構成されており、励起換算部５１から出力される「設定された励起光の光レベル」を示す信号Ａと、光／電気変換部６１から出力される「実際の励起光の光レベル」を示す励起光モニタ信号とをそれぞれ入力し、「実際の励起光の光レベル」を示す励起光モニタ信号が「設定された励起光の光レベル」を示す信号Ａと等しくなるよう、励起光源駆動部１１に対して制御信号を出力するようになっている。
【００８０】
合波器２０３は光ファイバカプラ等により構成され、励起光源１２から出力された励起光をＥＤＦ２０に入力するようになっている。又、アイソレータ２０２，２０４は、ＥＤＦ２０の両端部に接続され、ＥＤＦ２０により増幅された増幅光が反射してＥＤＦ２０に帰還することにより光増幅器が発振することを抑止するために用いられる。
【００８１】
また、第１分波器２０１も光ファイバカプラ等により構成され、本装置に入力された光信号をアイソレータ２０２へ伝達するとともに、この光信号の一部を分波し、光／電気変換部４１へ送るようになっており、更に、第２分波器２０５も第１分波器２０１と同様に光ファイバカプラ等により構成されており、増幅された光信号の一部を分波し、光／電気変換部３２へ送るようになっている。
【００８２】
本発明の第１実施形態としての光増幅装置は上述のごとく構成されているので、本装置に入力された光信号は、第１分波器２０１においてその一部を分波された後、アイソレータ２０２を通りＥＤＦ２０へ送られ、このＥＤＦ２０において、合波器２０３から入力される励起光により増幅される。増幅された光信号はアイソレータ２０４を通って第２分波器２０５に送られ、この第２分波器２０５においてその一部を分波された後、増幅された光信号として出力される。
【００８３】
ここで、本装置における入力光，励起光および出力光の各光の状態の変化を図２，図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明すると、図４（ａ）はその電源投入時および入力光回復時における入力光の変化を経時的に示す図、図４（ｂ）はその励起光の変化を経時的に示す図、図４（ｃ）はその出力光の変化を経時的に示す図である。
【００８４】
さて、本装置の電源が投入され、光信号が入力されると〔図４（ａ）のＣ１点参照〕、本装置に入力された光信号は、第１分波器２０１においてその一部が分波された後、光／電気変換部４１へ送られ、この光／電気変換部４１において、その入力光レベルに対応した電圧信号に変換される。この電圧信号に変換された光信号は入力モニタ信号として投入／復帰トリガ信号出力部８３，励起換算部５１および入力断検出部７１に送られる。
【００８５】
投入／復帰トリガ信号出力部８３は、入力モニタ信号が入力されると同時に投入／復帰トリガ信号をタイマ８４とスイッチ制御部８２とに出力する。投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８２は、切換スイッチ８１を切換制御し、励起光制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と励起光制御部６２とを接続する。
【００８６】
ここで、励起光源１２から出力される励起光は、光／電気変換部６１にも入力され、この光／電気変換部６１において電圧信号に変換され、励起光モニタ信号として励起光制御部６２に入力される。
また、光／電気変換部４１から入力された入力モニタ信号は、励起換算部５１にも送られるが、この励起換算部５１は、入力された入力モニタ信号から励起光源１２から出力すべき励起光の光レベルを設定し、その設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号を励起光制御部６２に送るようになっている。
【００８７】
励起光制御部６２において、光／電気変換部６１から入力された励起光モニタ信号と、励起換算部５１から入力された励起光の光レベルの設定値とが比較され、光／電気変換部６１から入力される励起光モニタ信号が、励起換算部５１から入力される励起光の光レベルの設定値に等しくなるように、励起光源駆動部１１が制御される。
【００８８】
すなわち、励起光源駆動部１１は、励起光制御部６２により励起光制御モードで制御された状態で励起光源１２からＥＤＦ２０に励起光を出力させ〔図４（ｂ）のＣ２点参照〕、ＥＤＦ２０においてこの励起光によって増幅された光信号が出力される〔図４（ｃ）のＣ３点参照〕。
一方、投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号が入力されたタイマ８４はカウントを開始し、所定時間経過後〔図４（ｂ）のＣ４点参照〕にスイッチ制御部８２に対して一定制御用トリガ信号を出力する。
【００８９】
タイマ８４から一定制御用トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８２は、今度は、出力一定制御モードで動作するよう切換スイッチ８１を切換制御する。すなわち、励起光源駆動部１１は光出力一定制御部３１に接続され、光出力一定制御部３１による出力一定制御モードでの制御を受けた状態で励起光源１２から励起光を出力させ〔図４（ｂ）のＣ４点参照〕、この励起光によって増幅された出力光が出力される〔図４（ｃ）のＣ５点参照〕。
【００９０】
このように、本装置において、光増幅を行なうべく一定レベル以上の光信号が入力されている状態、すなわち、入力される光信号が定常入力状態にある場合には、第２分波器２０５によって分波された増幅後の光信号の一部が、光／電気変換部３２により電気信号（電圧信号）である出力モニタ信号に変換され、この出力モニタ信号が光出力一定制御部３１に送られる。
【００９１】
光出力一定制御部３１は、この出力モニタ信号と、あらかじめ光出力一定制御部３１に設定された基準電圧値とを比較し、出力モニタ信号と基準電圧値との電圧の差分に相当するレベルの励起光を励起光源１２から出力するように励起光源駆動部１１を制御する。この光出力一定制御部３１による制御に従い、励起光源駆動部１１は励起光源１２を駆動し、励起光を合波器２０３を介してＥＤＦ２０に入力させる。
【００９２】
また、光／電気変換部４１から入力された入力モニタ信号は、入力断検出部７１にも送られるが、この入力モニタ信号は、入力断検出部７１においてあらかじめ設定された基準値と比較され、入力モニタ信号が基準値以下となった場合には、入力断検出部７１は入力光が断となったとみなし〔図４（ａ）のＣ６参照〕、スイッチ制御部８２および投入／復帰トリガ信号出力部８３に入力光が断となったことを伝える信号を送る。
【００９３】
入力光が断となったことを伝える信号が入力されたスイッチ制御部８２は、光出力一定制御部３１によって制御された励起光のＥＤＦ２０への供給を停止すべく、切換スイッチ８１を切換制御し励起光源駆動部１１をアースに接続する。すなわち、励起光源駆動部１１はアースに接続されることにより停止制御モードとして励起光源１２の駆動を停止して、励起光源１２からＥＤＦ２０への励起光の供給を停止し〔図４（ｂ）のＣ７点参照〕、光信号の出力も停止される〔図４（ｃ）のＣ８点参照〕。
【００９４】
また、入力される光信号が復帰した場合に、前回の入力光〔図４（ａ）のＣ１４点参照〕よりも強い光信号が入力した時においても〔図４（ａ）のＣ９参照〕、投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号がタイマ８４とスイッチ制御部８２とに入力され、スイッチ制御部８２による切換制御により、切換スイッチ８１が励起光源駆動部１１と励起光制御部６２とを接続する。すなわち、励起光源駆動部１１は励起光制御部６２による励起光制御モードでの制御を受けた状態で励起光源１２から励起光を出力させ〔図４（ｂ）のＣ１０点参照〕、この励起光によって増幅された出力光が出力される〔図４（ｃ）のＣ１１点参照〕。
【００９５】
なお、図４（ａ）のＣ９点において入力された光信号は、図４（ａ）のＣ１点において入力された光信号よりも光レベルが高くなっているが、励起光制御部６２により、入力光レベルに応じて励起光レベルが制御され、図４（ｂ）のＣ１０点において出力される励起光は、図４（ｂ）のＣ２点で出力される励起光よりも光レベルが低いものとなっている。
【００９６】
これにより、ＥＤＦ２０にて出力された光信号は、上述のごとき励起光制御により、光レベルが一定となるように制御されるのである。
所定時間経過後〔図４（ｂ）のＣ１２点参照〕、タイマ８４より一定制御用トリガ信号がスイッチ制御部８２に入力され、スイッチ制御部８２の切換制御により、切換スイッチ８１が励起光源駆動部１１と光出力一定制御部３１とを接続する。すなわち、励起光源駆動部１１は光出力一定制御部３１による出力一定制御モードの制御を受けた状態で、この入力光の光レベルに応じて小さな励起光を励起光源１２から出力させ〔図４（ｂ）のＣ１２点参照〕、この励起光によって増幅された出力光が出力される〔図４（ｃ）のＣ１３点参照〕。
【００９７】
このように、本発明の第１実施形態としての光増幅装置および光増幅装置による光出力制御方法によれば、光ファイバを介して入力された光信号を増幅する際に、光／電気変換部４１により入力光の光レベルをモニタし、入力光の光レベルが所定のレベル以下となった場合に、入力断検出部７１において光入力が断となったことを検出し、スイッチ制御部８２による制御により励起光出力を停止することにより、入力光の光レベルが所定のレベル以下となった場合に、励起光源１２からＥＤＦ２０に励起光が入力されることがなく、ＥＤＦ２０が過大な利得を保持した状態となることを防止する。
【００９８】
また、本光増幅装置において、光／電気変換部４１により入力光の光レベルをモニタし、励起換算部５１により入力モニタ信号を用いて励起光の光レベルを設定するとともに、光／電気変換部６１により励起光の光レベルをモニタし、励起光制御部６２により、モニタされた励起光の出力レベルが励起換算部５１にて設定された光レベルに安定するように励起光源駆動部１１を制御することにより、入力光に対して過大な励起光がＥＤＦ２０に入力されることがなく、過大な光レベルの光出力が発生することがなく後工程として接続される光部品の品質に影響を与えるおそれがない。
【００９９】
また、本光伝送装置においても、過大な光レベルの出力光が発生することがないため、伝送路および他の中継器等を経て累積的に中継増幅され、端局において光信号を受信する段においては過大出力光が更に大きくなるようなことがなく、受信部において光信号を受信する光部品の品質に影響を与えるおそれがない。
さらに、本光伝送装置において、光増幅装置１００，１００′を用いることにより、光伝送装置における伝送路損失が低減され、中継距離が伸長される。
【０１００】
（Ｂ）第２実施形態の説明
図６は本発明の第２実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図であり、この図６に示す光増幅装置についても、前述の図５に示す光伝送システムにおける光伝送装置１０００にて使用することができるようになっている。
第２実施形態の光増幅装置は、図６に示すように、図２に示す第１実施形態の光増幅装置における、タイマ８４に代えてレベル比較部８７および光出力復帰レベル設定部８８をそなえるものであり、その他の部分は第１実施形態の光増幅装置と同様に構成されている。なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その説明は省略する。
【０１０１】
レベル比較部８７には、光／電気変換部３２から出力された出力モニタ信号が入力されるようになっており、又、投入／復帰トリガ信号部８６から投入／復帰トリガ信号が入力された時に、光／電気変換部３２から入力される出力モニタ信号を光出力復帰レベル設定部８８に設定される所定値と比較し、出力モニタ信号の光信号レベルが光出力復帰レベル設定部８８に設定される所定値よりも高い場合に、スイッチ制御部８５に対してスイッチ制御用トリガ信号を出力するようなっている。
【０１０２】
光出力復帰レベル設定部８８には、電源投入時または光増幅機能復帰時における励起光制御モードから出力一定制御モードへの切り換えのきっかけとなる光レベルである光出力復帰レベル（所定値）が設定されており、光出力復帰レベル設定部８８は、レベル比較部８７に対してこの所定値を出力するようになっている。
【０１０３】
すなわち、レベル比較部８７はＥＤＦ２０による増幅後の光信号レベル（出力モニタ信号の光レベル）と、予め設定された所定の光レベルとを比較するものであり、レベル比較部８７による比較の結果、増幅後の光信号レベルが所定の光レベルよりも高くなった場合に、スイッチ制御部８５に対して一定制御用トリガ信号を出力するように構成されている。
【０１０４】
また、入力断検出部７１は、光／電気変換部４１から送られる入力モニタ信号を、あらかじめ入力断検出部７１に設定された基準値と比較し、入力モニタ信号が基準値以下となった場合に入力光が断となったと判断し、スイッチ制御部８５および投入／復帰トリガ信号出力部８６に入力光が断となったことを伝えるようになっており、入力断検出部に相当するものである。
【０１０５】
投入／復帰トリガ信号出力部８６は、電源投入時または光増幅機能復帰時に、所定の投入／復帰トリガ信号を、一定制御用トリガ信号出力部であるスイッチ制御部８５とレベル比較部８７とに出力するようになっている。
スイッチ制御部８５は、入力断検出部７１，投入／復帰トリガ信号出力部８６およびレベル比較部８７からの各トリガ信号に基づいて、出力一定制御モード、励起光制御モード又は停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように、切換スイッチ８１を制御するものである。
【０１０６】
なお、レベル比較部８７と光出力復帰レベル設定部８８とが一定制御用トリガ信号出力部に相当するものであり、又、切換スイッチ８１，スイッチ制御部８５，投入／復帰トリガ信号出力部８６，レベル比較部８７および光出力復帰レベル設定部８８が動作制御切換部に相当するものである。
光／電気変換部３２は、第２分波器２０５から送られてきた光信号（モニタ結果）を電気信号（電圧信号）として出力するものであり、第２分波器２０５により分波された光信号を、その光入力レベルに比例した電圧信号に変換し、出力モニタ信号（電圧信号）として光出力一定制御部３１およびレベル比較部８７へ送るようになっている。
【０１０７】
本発明の第２実施形態としての光増幅装置は上述のごとく構成されているので、第１実施形態の光増幅装置と同様に、本装置に入力された光信号は、第１分波器２０１においてその一部を分波された後、アイソレータ２０２を通りＥＤＦ２０へ送られ、このＥＤＦ２０において、合波器２０３から入力される励起光により増幅される。増幅された光信号はアイソレータ２０４を通って第２分波器２０５に送られ、この第２分波器２０５においてその一部を分波された後、増幅された光信号として出力される。
【０１０８】
また、第２分波器２０５によって分波された増幅後の光信号の一部は、光／電気変換部３２により電気信号（電圧信号）である出力モニタ信号に変換され、この出力モニタ信号は、光出力一定制御部３１に送られるとともに、レベル比較部８７にも送られる。
さて、本装置に入力された光信号は、図２に示す第１実施形態の光増幅装置と同様に、第１分波器２０１においてその一部が分波された後、光／電気変換部４１へ送られ、その入力光レベルに対応した電圧信号に変換され、更に、この電圧信号に変換された光信号は入力モニタ信号として投入／復帰トリガ信号出力部８６，励起換算部５１および入力断検出部７１に送られる。
【０１０９】
また、本装置における電源投入時または光増幅機能復帰時においても、図２に示す第１実施形態の光増幅装置と同様に、投入／復帰トリガ信号出力部８６が、入力モニタ信号が入力されると同時に投入／復帰トリガ信号をスイッチ制御部８５とレベル比較部８７とに出力する。
投入／復帰トリガ信号出力部８６から投入／復帰トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８５は、切換スイッチ８１を切換制御して、励起光制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と励起光制御部６２とを接続し、励起光制御部６２により制御される励起光が励起光源１２から出力される。
【０１１０】
一方、投入／復帰トリガ信号出力部８６から投入／復帰トリガ信号が入力されたレベル比較部８７は、光／電気変換部３２から入力される出力モニタ信号の光レベルと、光出力復帰レベル設定部８８から入力される所定の光出力復帰レベルとを比較し、出力モニタ信号の光レベルが所定の光出力復帰レベルよりも高くなった時に、スイッチ制御部８５に対して一定制御用トリガ信号を出力する。
【０１１１】
レベル比較部８７から一定制御用トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８５は、切換スイッチ８１を切換制御して、今度は、出力一定制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と光出力一定制御部３１とを接続し、光出力一定制御部３１により制御される励起光が励起光源１２から出力され、増幅された光信号が出力される。
【０１１２】
このように、本装置において、光増幅を行なうべく一定レベル以上の光信号が入力されている状態、すなわち、入力される光信号が定常入力状態にある場合には、第１実施形態の光増幅装置と同様に、光出力一定制御部３１により出力一定制御モードで制御される励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動して、励起光をＥＤＦ２０に供給し、増幅された信号光を出力する。又、励起光源１２から出力された励起光は、光／電気変換部６１にも入力され、電圧信号に変換された後、励起光モニタ信号として励起光制御部６２に入力される。
【０１１３】
また、光／電気変換部４１から入力モニタ信号として入力断検出部７１に送られた入力モニタ信号は、第１実施形態の光増幅装置と同様に、入力断検出部７１において光入力が断となったか否かを検出され、光入力が断となったことが検出された場合には、励起光駆動源駆動部１１がアースされ、励起光源１２からＥＤＦ２０への励起光の入力が停止され、増幅された光信号の出力も停止される。
【０１１４】
このように、本発明の第２実施形態としての光増幅装置によれば、第１実施形態としての光増幅装置と同様の効果を得ることができる他、レベル比較部８７において、光／電気変換部３２から入力される出力モニタ信号の光レベルと、光出力復帰レベル設定部８８から入力される光出力復帰レベルとを比較し、出力モニタ信号の光レベルが所定の光出力復帰レベルよりも高くなった時に、スイッチ制御部８５に対して一定制御用トリガ信号を出力し、出力される光信号の光レベルが、実際に所定値よりも高くなった時に、励起光制御モードから出力一定制御モードへの切換を行なうことから、出力する光信号の光レベルが安定する。
【０１１５】
（Ｃ）第３実施形態の説明
図７は本発明の第３実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図であり、この図７に示す光増幅装置についても、前述の図５に示す光伝送システムにおける光伝送装置１０００にて使用することができるようになっている。
第３実施形態の光増幅装置は、図７に示すように、図２に示す第１実施形態の光増幅装置における、光／電気変換部６１に代えて電流／電圧変換部６３をそなえるとともに、励起光源駆動部１１から励起光源１２へ入力する信号をこの電流／電圧変換部６３にも入力するようにしたものであり、その他の部分は第１実施形態の光増幅装置と同様に構成されている。なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その説明は省略する。
【０１１６】
電流／電圧変換部６３には、励起光源駆動部１１から励起光源１２へ出力される励起光源駆動電流の一部が分岐されて入力されるようになっており、励起光を出力するための駆動電流を、対応する電圧信号に変換する電流／電圧変換部である。
励起光制御部６２には、電流／電圧変換部６３から出力される励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号と、励起換算部５１から出力される設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号とが入力されるようになっており、電流／電圧変換部６３から出力される励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が励起換算部５１から出力される設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号に安定するように励起光源駆動部１１を制御する駆動制御部である。
【０１１７】
換言すれば、励起光制御部６２では、電流／電圧変換部６３からの電圧信号を、前述の第１又は第２実施形態における光／電気変換部６１からの出力信号と同等に用いることができるようになっている。
本発明の第３実施形態としての光増幅装置は上述のごとく構成されているので、第１実施形態の光増幅装置と同様に、本装置に入力された光信号は、第１分波器２０１においてその一部を分波された後、アイソレータ２０２を通りＥＤＦ２０へ送られ、このＥＤＦ２０において、合波器２０３から入力される励起光により増幅される。増幅された光信号はアイソレータ２０４を通って第２分波器２０５に送られ、この第２分波器２０５においてその一部を分波された後、増幅された光信号として出力される。
【０１１８】
また、第２分波器２０５によって分波された増幅後の光信号の一部が、光／電気変換部３２により電気信号（電圧信号）である出力モニタ信号に変換され、この出力モニタ信号は光出力一定制御部３１に送られる。
さて、本装置に入力された光信号は、第１実施形態の光増幅装置と同様に、第１分波器２０１においてその一部が分波された後、光／電気変換部４１へ送られ、その入力光レベルに対応した電圧信号に変換され、更に、この電圧信号に変換された光信号は入力モニタ信号として入力断検出部７１，投入／復帰トリガ信号出力部８３および励起換算部５１とに送られる。
【０１１９】
本装置における電源投入時または光増幅機能復帰時においても、図２に示す第１実施形態の光増幅装置と同様に、投入／復帰トリガ信号出力部８３が、入力モニタ信号が入力されると同時に投入／復帰トリガ信号をスイッチ制御部８２とタイマ８４とに入力する。
投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８２は、切換スイッチ８１を切換制御して、励起光制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と励起光制御部６２とを接続し、励起光制御部６２により制御される励起光が励起光源１２から出力される。
【０１２０】
また、励起換算部５１は、入力モニタ信号に基いて、励起光源１２から出力すべき励起光の光レベルを設定し、その設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号を励起光制御部６２に送る。
また、励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動するために出力する電圧信号は電流／電圧変換部６３にも入力され、この電流／電圧変換部６３において電流信号に変換された後、励起光制御部６２に入力される。励起光制御部６２において、電流／電圧変換部６３から入力される励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号と、励起換算部５１から入力される設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号とが比較され、励起光制御部６２は、励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が、設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号に等しくなるように、励起光源駆動部１１を制御する。
【０１２１】
一方、投入／復帰トリガ信号出力部８３から投入／復帰トリガ信号が入力されたタイマ８４はカウントを開始し、所定時間経過後にスイッチ制御部８２に対して一定制御用トリガ信号を出力する。
タイマ８４から一定制御用トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８２は、切換スイッチ８１を切換制御し、今度は、出力一定制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と光出力一定制御部３１とを接続し、光出力一定制御部３１により制御される励起光が励起光源１２から出力される。
【０１２２】
このように、光増幅を行なうべく一定レベル以上の光信号が入力されている状態、すなわち、入力される光信号が定常入力状態にある場合には、第１実施形態の光増幅装置と同様に、光出力一定制御部３１により出力一定制御モードで制御された励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動し、励起光をＥＤＦ２０に供給し、増幅された信号光を出力する。
【０１２３】
また、光／電気変換部４１から入力モニタ信号として入力断検出部７１に送られる入力モニタ信号は、第１実施形態の光増幅装置と同様に、入力断検出部７１において光入力が断となったか否かを検出され、光入力が断となったことが検出された場合には、励起光源駆動部１１がアースに接続され、励起光源１２からＥＤＦ２０への励起光の入力が停止され、増幅された光信号の出力も停止される。
【０１２４】
このように、本発明の第３実施形態としての光増幅装置によれば、第１実施形態としての光増幅装置と同様の効果を得ることができる他、電流／電圧変換部６３において、励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動する駆動電流を直接モニタすることができるため、より正確に励起光の出力を監視することができることから、出力する光信号の光レベルが安定する。
【０１２５】
（Ｄ）第４実施形態の説明
図８は本発明の第４実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図であり、この図８に示す光増幅装置についても、前述の図５に示す光伝送システムにおける光伝送装置１０００にて使用することができるようになっている。
第４実施形態の光増幅装置は、図８に示すように、図６に示す第２実施形態の光増幅装置における、光／電気変換部６１に代えて電流／電圧変換部６３をそなえるとともに、励起光源駆動部１１から励起光源１２へ入力する信号をこの電流／電圧変換部６３にも入力するようにしたものであり、その他の部分は第２実施形態の光増幅装置と同様に構成されている。なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その説明は省略する。
【０１２６】
本発明の第４実施形態としての光増幅装置は上述のごとく構成されているので、第２実施形態および第３実施形態の光増幅装置と同様に、本装置に入力された光信号は、第１分波器２０１においてその一部を分波された後、アイソレータ２０２を通りＥＤＦ２０へ送られ、このＥＤＦ２０において、合波器２０３から入力される励起光により増幅される。増幅された光信号はアイソレータ２０４を通って第２分波器２０５に送られ、この第２分波器２０５においてその一部を分波された後、増幅された光信号として出力される。
【０１２７】
また、第２分波器２０５によって分波された増幅後の光信号の一部が、光／電気変換部３２により電気信号（電圧信号）である出力モニタ信号に変換され、この出力モニタ信号は光出力一定制御部３１およびレベル比較部８７に送られる。さて、本装置における電源投入時または光増幅機能復帰時においても、図２に示す第１実施形態の光増幅装置と同様に、投入／復帰トリガ信号出力部８６が、入力モニタ信号が入力されると同時に投入／復帰トリガ信号をスイッチ制御部８５とレベル比較部８７とに入力する。
【０１２８】
投入／復帰トリガ信号出力部８６から投入／復帰トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８５は、切換スイッチ８１を切換制御して、励起光制御モードで動作するように励起光源駆動部１１と励起光制御部６２とを接続し、励起光制御部６２により制御される励起光が励起光源１２から出力される。
また、励起換算部５１は、入力モニタ信号に基いて、励起光源１２から出力すべき励起光の光レベルを設定し、その設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号を励起光制御部６２に送る。
【０１２９】
また、励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動するために出力する電圧信号は電流／電圧変換部６３にも入力され、この電流／電圧変換部６３において電流信号に変換された後、励起光制御部６２に入力される。励起光制御部６２において、電流／電圧変換部６３から入力される励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号と、励起換算部５１から入力される設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号とが比較され、励起光制御部６２は、励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が、設定された励起光の光レベルに相当する電圧信号に等しくなるように、励起光源駆動部１１を制御する。
【０１３０】
また、投入／復帰トリガ信号出力部８６から投入／復帰トリガ信号が入力されたレベル比較部８７は、光／電気変換部３２から入力される出力モニタ信号の光レベルと、光出力復帰レベル設定部８８から入力される光出力復帰レベルとを比較し、出力モニタ信号の光レベルが所定の光出力復帰レベルよりも高くなった時に、スイッチ制御部８５に対して一定制御用トリガ信号を出力する。
【０１３１】
レベル比較部８７から一定制御用トリガ信号が入力されたスイッチ制御部８５は、切換スイッチ８１を切換制御し、今度は、出力一定制御モードで動作するように、励起光源駆動部１１と光出力一定制御部３１とを接続し、光出力一定制御部３１により制御される励起光が励起光源１２から出力される。
このように、光増幅を行なうべく一定レベル以上の光信号が入力されている状態、すなわち、入力される光信号が定常入力状態にある場合には、第２実施形態および第３実施形態の光増幅装置と同様に、光出力一定制御部３１により出力一定制御モードで制御された励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動し、励起光をＥＤＦ２０に供給し、増幅された信号光を出力する。
【０１３２】
また、光／電気変換部４１から入力モニタ信号として入力断検出部７１に送られる入力モニタ信号は、第１実施形態の光増幅装置と同様に、入力断検出部７１において光入力が断となったか否かを検出され、光入力が断となったことが検出された場合には、励起光源駆動部１１がアースに接続され、励起光源１２からＥＤＦ２０への励起光の入力が停止され、増幅された光信号の出力も停止される。
【０１３３】
このように、本発明の第４実施形態としての光増幅装置によれば、第１実施形態としての光増幅装置と同様の効果を得ることができる他、電流／電圧変換部６３において、励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動する駆動電流を直接モニタすることができるため、より正確に励起光の出力を監視することができることから、出力する光信号の光レベルが安定する。
【０１３４】
さらに、レベル比較部８７において、光／電気変換部３２から入力される出力モニタ信号の光レベルと、光出力復帰レベル設定部８８から入力される光出力復帰レベルとを比較し、出力モニタ信号の光レベルが所定の光出力復帰レベルよりも高くなった時に、スイッチ制御部８５に対して一定制御用トリガ信号を出力し、出力される光信号の光レベルが、実際に所定値よりも高くなった時に、励起光制御モードから出力一定制御モードへの切換を行なうことからも、出力する光信号の光レベルが安定する。
【０１３５】
（Ｅ）その他
なお、上述した実施形態では、ＥＤＦ２０の両端部にアイソレータ２０２，２０４を配設しているが、これに限定するものではなく、光増幅器の特性上問題がない場合には、これらのアイソレータ２０２，２０４を配設しなくともよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１３６】
また、上述した実施形態では、ＥＤＦ２０に対して、ＥＤＦ２０の後方より合波器２０３を介して励起光を入力する後方励起構造を有しているが、これに限定するものではなく、ＥＤＦ２０の前方から励起光を入力する前方励起構造や、ＥＤＦ２０の両方向から励起光を入力する双方向励起構成を有してもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１３７】
また、上述した実施形態では、励起光をモニタする励起光モニタ制御部６として、励起光源１２からの励起光出力を電圧信号に変換する光／電気変換部６１や、励起光源駆動部１１が励起光源１２を駆動する駆動電流を直接モニタする電流／電圧変換部６３を用いているが、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１３８】
また、上述した実施形態では、各動作を動作シーケンス部を介し動作切換部により動作切換を行なっているが、この他に、少なくとも光／電気変換部４１からの入力モニタ信号に基づき、励起光源１２からＥＤＦ２０に対して出力される励起光の制御モードを、光出力一定制御部３１による出力一定制御，励起換算部５１からの電圧信号を用いた励起光制御，または、励起光源１２からの出力を停止する制御のうちのいずれかで動作するような機能部をそなえてもよい。
【０１３９】
そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光増幅装置によれば、入力断検出部により光入力モニタ部からの光入力のモニタ結果に基づいて、光入力が断となったか否かを検出し、光入力が断となったことを検出すると励起光の出力を停止する停止制御モードで動作することにより、光入力が断となった時点で光増幅器に励起光が供給されることがなく、励起光が過大な利得を保持した状態となることを防止することができるほか、励起光レベル設定部により入力モニタ部からの光入力モニタ結果に基づいて入力モニタ信号をあらかじめ設定された変換率に従って変換することにより励起光の光レベルを設定し、励起光モニタ制御部により励起光出力部からの励起光のレベルをモニタし、励起光出力部からの励起光の光レベルを示す励起光モニタ信号が、励起光レベル設定部によって設定された励起光の光レベルを示す信号と等しくなるように励起光源駆動部を制御することにより、モニタされた励起光の出力レベルが、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部を制御することができることから、電源投入が検出された場合かまたは、励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合においても、動作制御切換部により、励起光出力部から光増幅器に対して出力される励起光の制御モードを、入力される光信号が定常入力状態にある場合に出力一定制御部による出力一定制御モードで、電源投入が検出された場合かまたは、励起光の供給を停止した後に入力される光信号が復帰した場合に励起光モニタ制御部による励起光制御モードで、入力される光信号が断となった場合に励起光出力部からの励起光の出力を停止する停止制御モードでそれぞれ動作するように切り換えることができ、入力される光信号に対して過大な励起光が光増幅器に入力されることがなく、過大な光レベルの光出力を発生させることなく一定の光レベルに保持することができるので、後段に接続される光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項１）。
【０１４１】
またさらに、投入／復帰トリガ信号出力部による投入／復帰トリガ信号の出力後に、入力モニタ信号が入力されたときに一定制御用トリガ信号出力部より、出力一定制御モードで動作させるための一定制御用トリガ信号を出力し、投入／復帰トリガ信号出力部および一定制御用トリガ信号出力部からの各トリガ信号に基づいて、スイッチ制御部により、出力一定制御モード，励起光制御モードまたは停止制御モードのいずれかの制御モードで動作するように切換スイッチを制御することにより、電源投入時または光増幅機能復帰時に、過大な光レベルの光出力が発生することを防止でき、後工程として接続される光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項２）。
【０１４２】
さらにまた、一定制御用トリガ信号出力部を、投入／復帰トリガ信号出力部にて投入／復帰トリガ信号が出力されてから所定時間経過後に上記一定制御用トリガ信号を出力しうるタイマにより構成することにより、電源投入時または光増幅機能復帰時に、確実に、過大な光レベルの光出力が発生することを防止でき、後工程として接続される光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項３，請求項８）。
【０１４３】
また、一定制御用トリガ信号出力部を、増幅部による増幅後の光信号レベルと予め設定された所定の光レベルとを比較するレベル比較部をそなえ、レベル比較部による上記比較の結果、増幅後の光信号レベルが所定の光レベルよりも高い場合に、一定制御用トリガ信号を出力するように構成することにより、出力光が所定の光レベルに達した後に出力一定制御モードで励起光を制御し、光増幅を行なうことにより、安定した出力光の光レベルを得ることができる（請求項４，請求項９）。
【０１４４】
さらに、励起光モニタ制御部を、励起光出力部にて出力された励起光のレベルをモニタする励起光レベルモニタ部と、励起光レベルモニタ部にてモニタされた励起光のレベルが、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに安定するように、励起光出力部を制御する励起光レベル制御部とをそなえて構成することにより、入力される光信号に対して過大な励起光が光増幅器に入力されることがなく、過大な光レベルの光出力が発生することがなく後工程として接続される光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項５）。
【０１４５】
またさらに、励起光モニタ制御部を、励起光出力部において励起光を出力するための駆動電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換部と、電流／電圧変換部にて変換された励起光を出力するための駆動電流に対応する電圧信号が、励起光レベル設定部にて設定された光レベルに相当する電圧信号に安定するように、励起光出力部を制御する駆動制御部とをそなえて構成することにより、励起光出力部を駆動する駆動電流を直接モニタすることができるため、より正確に励起光の出力を監視することができることから、出力する光信号の光レベルが安定するという利点がある（請求項６）。
【０１４６】
さらにまた、光入力モニタ部を、光信号の入力レベルに比例する電圧信号を入力モニタ信号として出力するフォトダイオードにより構成するとともに、励起光レベル設定部が、光入力モニタ部にてモニタ結果として出力された電圧信号を、設定された励起光の光レベルを示す電圧信号に変換する電圧変換回路により構成することにより、確実に励起光出力部を制御することができ、装置の信頼性を向上させることができるとともに、簡単な構成で励起光レベル設定部を構成することができ、装置の信頼性や経済的であるという利点がある（請求項７）。
【０１４７】
また、本発明の光伝送装置において、光ファイバを介して送信すべき送信信号を光信号として生成する光信号生成部と、光信号生成部にて生成された送信信号について増幅して光ファイバに送出する光増幅部とをそなえてなる光伝送装置において、過大な光レベルの光信号を光ファイバに送出することがないため、伝送路および他の中継器等を経て累積的に中継増幅され、端局において光信号を受信する段においては過大出力光が更に大きくなるようなことがなく、受信部において光信号を受信する光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項１０）。
【０１４８】
さらに、本発明の光伝送装置において、光ファイバを介して入力された光信号を増幅する光増幅部と、光増幅部にて増幅された光信号について受信信号処理を行なう受信信号処理部とをそなえてなる光伝送装置において、光増幅部から受信信号処理部へ光信号を伝達する際に、過大な光レベルの光信号が発生することがないため、伝送路および他の中継器等を経て累積的に中継増幅され、端局において光信号を受信する段においては過大出力光が更に大きくなるようなことがなく、受信部において光信号を受信する光部品の品質に影響を与えるおそれがない（請求項１１）。
【０１４９】
またさらに、本発明の光伝送装置において、光増幅部により送信すべき送信信号を所定の光レベルに増幅することにより、光伝送装置における伝送路損失が低減され、中継距離が伸長されるという利点がある（請求項１０，請求項１１）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図３】励起換算部および励起光制御部の回路構成を示す回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態としての光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における各光の変化を経時的に示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態としての光増幅装置を用いた光伝送装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態としての光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来の光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における各光の変化を経時的に示す図である。
【図１１】従来の他の光増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の他の光増幅装置の電源投入時および入力光回復時における各光の変化を経時的に示す図である。
【符号の説明】
１  励起光出力部
２  光増幅器
３  出力一定制御部
４  光入力モニタ部
５  励起光レベル設定部
６  励起光モニタ制御部
７  入力断検出部
８  動作制御切換部
１１  励起光源駆動部（励起光出力部）
１２  励起光源（励起光出力部）
２０  ＥＤＦ（光増幅器）
３１  光出力一定制御部（出力一定制御部）
３２  光／電気変換部（出力一定制御部）
４１  光／電気変換部（光入力モニタ部）
５１  励起換算部（励起光レベル設定部）
６１，６３  光／電気変換部（励起光モニタ制御部）
６２  励起光制御部（励起光モニタ制御部）
７１  入力断検出部（入力断検出部）
８１  切換スイッチ（動作制御切換部）
８２，８５  スイッチ制御部（動作制御切換部）
８３，８６  投入／復帰トリガ信号出力部（動作制御切換部）
８４  タイマ（動作制御切換部）
８７  レベル比較部（動作制御切換部）
８８  光出力復帰レベル設定部（動作制御切換部）
２０１  第１分波器
２０２，２０３  アイソレータ
２０５  第２分波器
【図１】
0004533472.tif 000002
【図２】
0004533472.tif 000003
【図３】
0004533472.tif 000004
【図４】
0004533472.tif 000005
【図５】
0004533472.tif 000006
【図６】
0004533472.tif 000007
【図７】
0004533472.tif 000008
【図８】
0004533472.tif 000009
【図９】
0004533472.tif 000010
【図１０】
0004533472.tif 000011
【図１１】
0004533472.tif 000012
【図１２】
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