(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ増幅器を備えた波長分割多重化システムにおいて、
前記光ファイバ増幅器に入力される光信号を所定比率だけ分離する入力タブと、
前記入力タブを通じて入射された光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力された電気信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器から出力された電気信号を遅延させ出力する低域周波数通過フィルタと、
前記増幅器から出力された電気信号と低域周波数通過フィルタから出力された電気信号の電圧差に比例する大きさのパルスを出力する差動増幅器と、
前記差動増幅器から出力されたパルスを所定時間だけホールディングするピーク電圧ホルダと、
前記差動増幅器から出力されたパルスの大きさを予め設定された正の基準電圧と比較して出力する第１電圧比較器と、
前記差動増幅器から出力されたパルスの大きさを予め設定された負の基準電圧と比較して出力する第２電圧比較器と、
前記第１電圧比較器と第２電圧比較器中の一つ以上でトリガオン信号が出力される場合、トリガ信号を出力する論理和ゲートと、
ポンプ指示信号の入力に応答してポンプレーザダイオードに駆動電圧を供給するポンプレーザダイオード駆動部と、
前記トリガ信号の入力に応答して変化されたチャネル数に該当するポンプ指示信号を出力する制御器と、からなることを特徴とする波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重化システム(Wavelength Division Multiplexing System)を適用した光通信に関するもので、特に、光ファイバ増幅器でチャネル数の変化による残余チャネルの一時過渡現象(Transient effect)を抑制する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを利用した超高速、大容量の情報伝送のため、一つの光ファイバに相異なる波長を有した多数チャネルの光信号を同時に伝送する波長分割多重化システムが適用されている。
【０００３】
前記波長分割多重化システムは光電変換を伴わない光信号を増幅させるために光ファイバ増幅器(Optical fiber amplifier)を備える。前記光ファイバ増幅器はエルビウム(Erbium)イオンのような希土類元素が添加された光ファイバの増幅作用を利用して光信号を増幅させる手段として、米国特許番号第５、２１８、６０８号、第５、２４５、６９０号及び第５、４６７、２１８号などに詳細に開示されている。このような光ファイバ増幅器を備えた波長分割多重化システムの維持及び保守のためには、任意の区間に伝送されるチャネル数、各チャネルの出力強さ及び信号対雑音比(Signal-to-Noise Ratio、SNR)をモニタリングすることが必須的である。
【０００４】
一方、光ファイバ増幅器を備えた波長分割多重化システムにおいて、チャネルのオン／オフ(On/Off)、またはチャネルのアッド／ドロップ(Add/Drop)時、光ファイバ増幅器で発生する残余チャネルの一時過渡現象は、光信号の伝送品質を低下させるだけでなく、安定的なシステム運営を妨害する重要な要因になる。例えば、１６チャネルを伝送する波長分割多重化システムで急に８チャネルを伝送するようになるチャネルドロップが発生する場合、光ファイバ増幅器では１６チャネルに適合した出力制御をしていたうち、８チャネル光信号が入力されることにより入力信号が急に減少されるので、１６チャネルの全体出力パワーを一定に維持するために、チャネル当たり出力を増加させチャネル別出力が基準より大きくなる。これによって、前記光ファイバ増幅器では瞬間的に出力にオーバーシュート(Overshoot)、またはアンダーシュート(Undershoot)のような一時過渡現象が発生するようになる。
【０００５】
上述した一時過渡現象を抑制するための方法には、光ファイバ増幅器の光学的な構造を変更する光学的な方法とポンプレーザダイオードの光強度を調節する方法などがある。前記光学的な方法は一時過渡現象のみを抑制するのには効果的であるが、光ファイバ増幅器の構造が複雑化され、光ファイバ増幅器が位置する地点での条件によって動作パラメータのチューニングが難しいとの問題点があった。また、ポンプレーザダイオードの光強度を調節する方法は、単一チャネル、または少数チャネルに対する一時過渡現象の抑制は可能であるが、多数のチャネル変化が生じる場合には効果的に対処できないとの問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、チャネルオン／オフ、またはチャネルアッド／ドロップによる一時過渡現象を抑制して光信号の伝送品質低下を防止するための波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、多数のチャネル変化があっても、変更されたチャネル数によって光ファイバ増幅器に対する適切な利得制御をできるようにする波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は入力された光信号を光電変換して出力する入力感知部と、前記入力感知部の出力を所定時間だけホールディングした後、チャネル数変化量に比例するパルス形態に出力する一時過渡抑制部と、予め設定された基準電圧と前記一時過渡抑制部から出力されたパルスの大きさとを比較してチャネル数の変化時にトリガ信号を出力する電圧比較部と、ポンプ指示信号の入力に応答してポンプレーザダイオードに駆動電圧を供給するポンプレーザダイオード駆動部と、前記トリガ信号の入力に応答して変化されたチャネル数に該当するポンプ指示信号を出力する制御器とからなることを特徴とする波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１０】
図１は、本発明の望ましい実施形態による波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置を示した構成図である。
【００１１】
図１に示したように本発明の望ましい実施形態による波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置は、入力感知部１００と、一時過渡抑制部２００と、電圧比較部３００と、ポンプレーザダイオード駆動部４００と、制御器５００とからなる。
【００１２】
１．入力感知部
前記入力感知部１００は、光ファイバ増幅器に入力された光信号を光電変換して出力する。前記入力感知部１００は、入力タブ(Input tab)１１０、フォトダイオード(Photo diode)１２０及び増幅器(Amplifier)１３０を含む。
【００１３】
前記入力タブ１１０は、光ファイバ増幅器に入力される光信号を所定比率だけ分離する。前記フォトダイオード１２０は、前記入力タブ１１０を通じて入射された光信号を電気信号に変換して出力する。前記増幅器１３０は、前記フォトダイオード１２０で光電変化され出力された電気信号を増幅して出力する。
【００１４】
２．一時過渡抑制部
前記一時過渡抑制部２００は、前記入力感知部１００の出力を所定時間だけホールディングした後、チャネル数変化量に比例するパルス形態に出力する。前記一時過渡抑制部２００は、低域周波数通過フィルタ(Low frequency pass filter)２１０、差動増幅器(Differential amplifier)２２０及びピーク電圧ホルダ(Peak voltage holder)２３０を含む。
【００１５】
前記低域周波数通過フィルタ２１０は、前記入力感知部１００から出力された電気信号を遅延させ出力する。前記低域周波数通過フィルタ２１０は急激なチャネル数変化により入力された電気信号が急変する場合、時間遅延された状態に出力され、前記フォトダイオード１２０出力との時間差が生じるようにする。
【００１６】
前記差動増幅器２２０は、前記入力感知部から出力された電気信号と低域周波数通過フィルタ２１０から出力された電気信号の電圧差に比例する大きさのパルスを出力する。チャネル数の急激な変化が生じる前には前記フォトダイオード１２０の出力と低域周波数通過フィルタ２１０を通過した出力間の差がほとんどないので、前記差動増幅器２２０の出力はゼロに近接な状態を維持する。一方、チャネル数が急激に変化した場合、前記低域周波数通過フィルタ２１０の時間遅延に基づいて前記フォトダイオード１２０の出力と低域周波数通過フィルタ２１０を通過した出力の間に差が発生し、これによって前記差動増幅器２２０の出力はチャネル数の変化量に比例する大きさのパルスに示される。
【００１７】
前記ピーク電圧ホルダ２３０は、前記差動増幅器２２０から出力されたパルスを所定時間だけホールディングする。前記ピーク電圧ホルダ２３０は少なくとも制御器５００が反応して制御を開始する前までの時間だけ一時過渡現象を抑制する機能をし、この時の抑制維持時間は制御器５００の処理性能に従って調節することができる。
【００１８】
３．電圧比較部
前記電圧比較部３００は、予め設定された基準電圧と前記一時過渡抑制部２００から出力されたパルスの大きさを比較して、チャネル数変化時にトリガ信号を出力する。前記電圧比較部３００は、第１電圧比較器３１０、第２電圧比較器３２０及び論理和ゲート３３０を含む。
【００１９】
前記第１電圧比較器３１０は、ピーク電圧ホルダ２３０から入力されたパルスの大きさを予め設定された正の基準電圧と比較して出力する。前記第２電圧比較器３２０は、ピーク電圧ホルダ２３０から入力されたパルスの大きさを予め設定された負の基準電圧と比較して出力する。前記正の基準電圧及び負の基準電圧はそれぞれ光ファイバ増幅器に入力可能な一つのチャネルの最小の光強度と同一の電圧値に設定する。
【００２０】
前記論理和ゲート３３０は、前記第１電圧比較器３１０と第２電圧比較器３２０の中、一つの以上でトリガオン信号が出力される場合、トリガ信号を出力することにより、制御器５００にチャネル数変動があることを知らせる。
【００２１】
４．ポンプレーザダイオード駆動部
前記ポンプレーザダイオード駆動部４００は、制御器５００から出力されたポンプ指示信号の入力に応答して光ファイバ増幅器のポンプレーザダイオードに駆動電圧を供給する。
【００２２】
５．制御器
前記制御器５００は、電圧比較部３００からトリガ信号が入力されると、変化されたチャネル数に該当するポンプ指示信号をポンプレーザダイオード駆動部４００に出力する。前記制御器５００は、チャネル数感知が完了され制御準備が完了されると、前記ピーク電圧ホルダ２３０の放電に会わせて変更されたチャネル数に該当するポンプ指示信号を出力することにより利得制御を遂行する。前記制御器５００は一時過渡現象が発生しても、正常的な利得制御の遂行前まで一時過渡抑制部２００が抑制維持をすることにより、オーバーシュート及びアンダーシュートのような一時過渡現象を防ぐことができる。
【００２３】
図２は本発明の望ましい実施形態による一時過渡現象抑制装置の波形図である。円内に表示された１番から７番までは図１に示された各該当番号の出力信号を示しており、急激なチャネル数の増加が発生した場合に、本発明の一時過渡現象抑制装置が一時過渡現象を抑制する過程を示している。また、前記７番の下には急激なチャネル数の減少が発生した場合に本発明の特徴に従って抑制制御を遂行した場合とそうでない場合を比較しているが、抑制制御が遂行された場合には、±１dB以下で残余チャネルのオーバーシュート及びアンダーシュートが抑制されていることを示す。
【００２４】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明の実施形態に従う波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置は、チャネルオン／オフやチャネルアッド／ドロップによりチャネル数の急激な変化があっても、これを感知してそれに従う適切な出力制御がなされるので、一時過渡現象による光伝送品質低下を防ぐことができる効果がある。
【００２５】
また、本発明の実施形態による波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置は、比較的簡単な回路の使用に残余チャネルに対する一時過渡現象を防ぐことができるので、小型化及び低価格化を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の望ましい実施形態による波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置を示した構成図である。
【図２】  本発明の望ましい実施形態による一時過渡現象抑制装置の波形図である。
【符号の説明】
１００  入力感知部
１１０  入力タブ
１２０  フォトダイオード
１３０  増幅器
２００  抑制部
２１０  低域周波数通過フィルタ
２２０  差動増幅器
２３０  ピーク電圧ホルダ
３００  電圧比較部
３１０  第１電圧比較器
３２０  第２電圧比較器
３３０  論理和ゲート
４００  ポンプレーザダイオード駆動部
５００  制御器
【図１】
0004006185.tif 000002
【図２】
0004006185.tif 000003