(57)【要約】【課題】非線形な出力特性を有する信号変換器の出力特性を改善する信号変換装置を提供する。【解決手段】信号変換装置は、搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成する変調器１１と、変調信号を信号変換する信号変換器１２と、信号変換器１２が出力する電気信号から入力信号成分を抽出する信号成分抽出部１３と、信号変換器１２が出力する電気信号から搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部１４と、搬送波成分の出力レベルを検出する搬送波レベル検出部１５と、搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように入力信号成分を補正して出力信号を生成する補正回路１６とを有する。【選択図】図１
2009164348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の信号形態を変換し、入力信号の強度に応じた出力信号を生成する信号変換装置であって、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成する変調器と、
前記変調信号を信号変換して電気信号を生成する信号変換器と、
前記信号変換器が出力する電気信号から入力信号成分を抽出する信号成分抽出部と、
前記信号変換器が出力する電気信号から搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部と、
前記搬送波成分の出力レベルを検出する搬送波レベル検出部と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成する補正回路と、を備えることを特徴とする信号変換装置。
【請求項２】
前記信号変換器が信号変換後の入力信号を対数変換する対数増幅器を含む、請求項１に記載の信号変換装置。
【請求項３】
前記入力信号が光信号であり、前記変調器が光変調器であり、前記信号変換器が光検出器を含む、請求項１又は２に記載の信号変換装置。
【請求項４】
励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅素子と、
所定の搬送波を用いて前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成する光変調器と、
前記変調信号光を受光して第１の光検出信号を生成する第１の光検出器と、
前記出力信号光の一部を受光して第２の光検出信号を生成する第２の光検出器と、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御する演算処理装置と、を備えることを特徴とする光増幅器。
【請求項５】
前記演算処理装置は、
前記第１の光検出信号から入力信号成分を抽出する信号成分抽出部と、
前記第１の光検出信号から搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して入力光レベル信号を生成する補正処理部と、
前記入力光レベル信号と前記第２の光検出信号とに基づいて前記励起信号をフィードバック制御する制御部とを備える、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記演算処理装置は、
前記第１の光検出信号を対数変換して第１の対数変換信号を生成する第１の対数増幅部と、
前記第１の対数変換信号から入力信号成分を抽出する信号成分抽出部と、
前記第１の対数変換信号から搬送波成分を抽出する搬送波成分抽出部と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して入力光レベル信号を生成する補正処理部と、
前記第２の光検出信号を対数変換して第２の対数変換信号を生成する第２の対数増幅部と、
前記入力光レベル信号と前記第２の対数変換信号とに基づいて、前記励起信号をフィードバック制御する制御部とを備える、請求項４に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記演算処理装置の少なくとも一部が、デジタル信号処理装置によって構成される、請求項５又は６に記載の光増幅器。
【請求項８】
入力信号の信号形態を変換して出力信号を生成する信号変換装置の制御方法において、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成するステップと、
前記変調信号の信号形態を変換して電気信号を生成するステップと、
前記電気信号から搬送波成分及び入力信号成分を抽出するステップと、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅器の制御方法であって、
所定の搬送波を用いて前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成するステップと、
前記変調信号光から第１の光検出信号を取り出すステップと、
前記出力信号光から第２の光検出信号を取り出すステップと、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
コンピュータを備え、入力信号の信号形態を変換して出力信号を生成する信号変換装置のためのプログラムであって、前記コンピュータに、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成する処理と、
前記変調信号の信号形態を変換して電気信号を生成する処理と、
前記電気信号から搬送波成分及び入力信号成分を抽出する処理と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成する処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
コンピュータを備え、励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅器のためのプログラムであって、前記コンピュータに、
前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成する光変調器に所定の搬送波を供給する処理と、
前記変調信号光から第１の光検出信号を生成する処理と、
前記出力信号光から第２の光検出信号を生成する処理と、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御する処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号変換装置及び光増幅器、並びに、その制御方法及びプログラムに関し、更に詳しくは、非線形な出力特性を有する信号変換器の出力を、線形な出力特性となるように補正する補正機能を有する信号変換装置、そのような信号変換装置を含む光増幅器、その制御方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光増幅器は、光ファイバを含む信号伝送路を用いた光通信システムにおいて、光伝送路の途中に配置され、伝送される信号光を増幅するために用いられる。光増幅器内には、光増幅器の入力光レベルをモニタする光モニタ回路が用いられ、光モニタ回路は、その回路内に別の光増幅器を含む。
【０００３】
図６を参照し、光増幅器の一例として、光モニタ回路で用いられる光増幅器の基本構造について説明する。同図において、第１の光分岐器２１は、入力端から入力する信号光を所定の比率で分岐させて、各分岐光をエルビウム・ドープ・光ファイバ増幅器（erbium-doped fiber amplifier、以下ＥＤＦＡと呼ぶ）２２及び第１の光検出器２４に与える。第１の光検出器２４は、入力する信号光を電気信号に変換する光電変換を行う。第１の対数増幅器（ＬｏｇＡＭＰ）２５は、第１の光検出器２４による光電変換で得られた電気信号を対数変換処理し、デジタル信号処理装置（digital signal processor、以下、ＤＳＰと呼ぶ）２９に与える。ＤＳＰ２９は、所定の信号処理を行い、その信号処理の結果として得られる励起信号を出力し、半導体レーザ２８を介し、励起光源としてＥＤＦＡ２２に与える。
【０００４】
第２の光分岐器２３は、ＥＤＦＡ２２で光増幅された信号光を所定の比率で分岐させ、一方の分岐光を光増幅器の出力端から出力すると共に、他方の分岐光を第２の光検出器２６に与える。第２の光検出器２６は、入力する信号光を光電変換し、第２の対数増幅器２７に与える。第２の対数増幅器２７は、第２の光検出器２６による光電変換の結果を対数変換処理し、ＤＳＰ２９に与える。ＤＳＰ２９は、第２の対数増幅器２７の出力から第１の対数増幅器２５の出力を減算し、その減算結果と所望の増幅率とを比較して、その比較結果に基づいて、前記励起信号を制御するフィードバック制御を行う。この光増幅器は、ＤＳＰ２９の処理によって、入力端から入力する信号光を所望の増幅率で増幅して出力端から出力する機能を有する。図６で示した基本構造を有する光増幅器は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
図６の光増幅器では、第１の光検出器２４で発生する暗電流により、信号光と暗電流との比が変化し、検出精度が劣化する問題がある。特許文献２は、光検出器の出力電流から暗電流を除く手法を提案する。提案された手法では、光検出器の周囲温度を測定する温度検出器と、周囲温度と暗電流との関係を示す温度・暗電流テーブルとを備える。温度検出器が検出した周囲温度に基づいて、対応する暗電流をテーブルから読み出し、読み出された暗電流を光検出器の出力電流から減算する。これによって、光検出器の出力から暗電流の影響を除いている。
【特許文献１】特開２００４−２６６２５１号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−３３２６６２号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の技術では、事前に光検出器の出力電流を測定し、信号光と出力電流との関係を示すテーブルを作成しておく。光検出器の動作に際して、その周囲温度に基づいてテーブルを参照し、現在の暗電流を推定する。しかし、この手法では、採用する光検出器毎に、温度・暗電流テーブルの関係を定める必要があり、テーブル作成の処理が煩雑であるという問題がある。この問題は、光検出器に限らず、入力信号の信号形態を変換して出力する際に、例えば出力信号が飽和するなどによって、非線形な出力特性を有する信号変換器を有する信号変換装置に共通の問題である。
【０００７】
本発明は、信号形態を変換する際に非線形な出力特性を有する信号変換器を備える信号変換装置について、その出力精度を向上させることにより、入力信号の強度に応じた出力信号を生成するように改良された信号変換装置、その制御方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
更に、本発明は、光検出器を有する光増幅器について、入力する信号光の強度に応じた出力信号を生成するように改良された光増幅器、その制御方法、及び、プログラ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】
本発明は、第１の態様において、入力信号の信号形態を変換し、入力信号の強度に応じた出力信号を生成する信号変換装置であって、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成する変調器と、
前記変調信号を信号変換して電気信号を生成する信号変換器と、
前記信号変換器が出力する電気信号から入力信号成分を抽出する信号成分抽出部と、
前記信号変換器が出力する電気信号から搬送波成を抽出する搬送波成分抽出部と、
前記搬送波成分の出力レベルを検出する搬送波レベル検出部と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成する補正回路と、を備えることを特徴とする信号変換装置を提供する。
【００１０】
本発明は、第２の態様において、励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅素子と、
所定の搬送波を用いて前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成する光変調器と、
前記変調信号光を受光して第１の光検出信号を生成する第１の光検出器と、
前記出力信号光の一部を受光して第２の光検出信号を生成する第２の光検出器と、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御する演算処理装置と、を備えることを特徴とする光増幅器を提供する。
【００１１】
本発明は、第３の態様において、入力信号の信号形態を変換して出力信号を生成する信号変換装置の制御方法において、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成するステップと、
前記変調信号の信号形態を変換して電気信号を生成するステップと、
前記電気信号から搬送波成分及び入力信号成分を抽出するステップと、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成するステップと、を有することを特徴とする制御方法を提供する。
【００１２】
本発明は、第４の態様において、励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅器の制御方法であって、
所定の搬送波を用いて前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成するステップと、
前記変調信号光から第１の光検出信号を取り出すステップと、
前記出力信号光から第２の光検出信号を取り出すステップと、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御するステップと、を有することを特徴とする制御方法を提供する。
【００１３】
本発明は、第５の態様において、コンピュータを備え、入力信号の信号形態を変換して出力信号を生成する信号変換装置のためのプログラムであって、前記コンピュータに、
所定の搬送波を用いて入力信号を変調して変調信号を生成する処理と、
前記変調信号の信号形態を変換して電気信号を生成する処理と、
前記電気信号から搬送波成分及び入力信号成分を抽出する処理と、
前記搬送波成分の出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように前記入力信号成分を補正して出力信号を生成する処理と、を実行させることを特徴とするプログラムを提供する。
【００１４】
本発明は、第６の態様において、コンピュータを備え、励起信号に基づいて入力信号光を増幅して出力信号光を生成する光増幅器のためのプログラムであって、前記コンピュータに、
前記入力信号光の一部を変調して変調信号光を生成する光変調器に所定の搬送波を供給する処理と、
前記変調信号光から第１の光検出信号を生成する処理と、
前記出力信号光から第２の光検出信号を生成する処理と、
前記第１の光検出信号と前記第２の光検出信号とに基づいて、前記励起信号を制御する処理と、を実行させることを特徴とするプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の信号変換装置、光増幅器、制御方法、及び、プログラムによると、所定の搬送波を用い入力信号（光）を変調して変調信号（光）を生成し、その変調信号（光）から搬送波成分の出力レベルの変化を検出し、その出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように、変調信号（光）の信号成分を補正することにより、非線形な出力特性を有する信号変換器や光検出器の特性を、より線形な出力に近づけることが出来る効果がある。また、事前にテーブルを用意することなく出力信号補正ができるので、信号変換器や光検出器毎にテーブル作成を行うという煩雑な処理を要しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る信号変換装置を示すブロック図である。信号変換装置は、変調器１１と、信号変換器１２と、信号成分抽出部１３と、搬送波成分抽出部１４と、搬送波レベル検出部１５と、補正回路１６とを有し、変調器１１に入力する信号強度に応じた出力信号を補正回路１６から出力する。
【００１７】
変調器１１は、入力信号を受信し、所定周波数及び所定電圧レベルの搬送波を用いて入力信号を振幅変調し、変調信号を生成する。信号変換器１２は、入力する変調信号から信号形態が異なる出力信号を生成する、非線形な出力信号特性を有する信号変換素子である。信号成分抽出部１３は、例えばローパス・フィルタ（ＬＰＦ）から成り、変調信号から信号成分を抽出する。搬送波成分抽出部１４は、例えばハイパス・フィルタ（ＨＰＦ）から成り、変調信号から搬送波成分を抽出する。搬送波レベル検出部１５は、搬送波成分抽出部１４の出力信号の振幅レベルを検出し、これを補正回路１６に与える。
【００１８】
補正回路１６は、搬送波成分の振幅レベルにおける変化分を検出し、その振幅レベルが一定値から変化したときに、その出力レベルにおける変化分の少なくとも一部を補償するように出力信号を補正する。例えば、出力レベルが一定値から低下したときには、信号変換器１２の出力信号／入力信号の比が低下したことを意味する。この場合には、その比の低下に基づいて補正値（＞１）を算出し、信号成分抽出部１３の出力信号に補正値を乗算し、信号変換装置の出力信号として出力する。
【００１９】
本実施形態の構成は、入力信号と出力信号との関係が非線形な信号変換器を備える信号変換装置に好適に適用される。信号変換器としては、変調処理が可能な入力信号を変換処理する変換素子が挙げられる。また、上記実施形態では、変調として、振幅変調を用いた例を挙げたが、振幅変調に限らず、デジタル変調など他の変調も採用可能である。
【００２０】
本実施形態の信号変換装置では、信号変換器１２による信号変換後の変調信号の搬送波成分における出力レベルの変化は、変調信号の信号成分に含まれる、信号変換器１２の特性に起因する信号レベルの変化に比例する。搬送波レベル検出部１５が変調信号の搬送波成分の出力レベルの変化分を検出し、補正回路１６が、その出力レベルの変化分の少なくとも一部を補償するように、変調信号の信号成分を補正することにより、非線形な出力特性を有する信号変換器１２の特性を、より線形な出力に近づけることが出来る。また、事前にテーブルを用意することなく出力信号補正ができるので、信号変換器毎に変換テーブルの作成を行うという煩雑な処理を要しない。
【００２１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光増幅器を示すブロック図である。光増幅器は、図６の基本構造を有する光増幅器に対して本発明の一例を適用したものである。図２において、光増幅器は、第１の光分岐器（coupler)２１、ＥＤＦＡ２２、第２の光分岐器２３、第１の光検出器２４、第１の対数増幅器２５、第２の光検出器２６、第２の対数増幅器２７、半導体レーザ２８、ＤＳＰ２９、光変調器３０、ＬＰＦ３１、ＨＰＦ３２、及び、整流器３３を有する。
【００２２】
第１の光分岐器２１は、入力が光増幅器の入力端に光結合され、その第１出力がＥＤＦＡ２２の入力に光結合され、第２出力が光変調器３０の入力に光結合される。光変調器３０は、ＤＳＰ２９から出力される搬送波を成す駆動電圧によって駆動され、第１の光分岐器２１から入力する信号光から変調信号光を生成する。第１の光検出器２４は、光変調器３０から出力される変調信号光を検出し、光電変換を行って出力する。第１の対数増幅器２５は、第１の光検出器２４が光電変換を行った変調信号をその対数値に変換した対数変換信号を出力する。搬送波の周波数は、第１の対数増幅器２５の出力特性を考慮して、例えば数ＭＨｚ以下とする。
【００２３】
ＬＰＦ３１は、第１の対数増幅器２５から出力された、変調信号を対数値に変換した対数変換信号を入力し、搬送波成分と信号光成分とを弁別し、信号光成分をＤＳＰ２９に供給する。ＨＰＦ３２は、第１の対数増幅器２５から出力された対数変換信号を入力し、搬送波成分と信号光成分とを弁別し、搬送波成分を整流器３３に供給する。整流器３３は、ＨＰＦ３２によって弁別された信号を、その振幅に応じた電圧レベルに変換する。
【００２４】
ＥＤＦＡ２２は、ＤＳＰ２９の励起信号によって励起された半導体レーザ２８からの励起光に従って、第１の光分岐器２１から入力する信号光を増幅し、第２の光分岐器２３に供給する。第２の光分岐器２３の第１の出力は、光増幅器の出力端を構成し、第２の出力は、第２の光検出器２６に供給される。第２の光検出器２６は、第２の光分岐器２３からの出力光を検出し、光電変換を行って出力する。第２の対数増幅器２７は、第２の光検出器２６からの出力信号を対数変換し、ＤＳＰ２９に出力する。第１の光分岐器２１の分岐比率と第２の光分岐器２３の分岐比率とは同じである。
【００２５】
ＤＳＰ２９は、ＬＰＦ３１の出力信号と、整流器３３の出力電圧レベルと、第２の対数増幅器２７の出力信号とを入力する。ＤＳＰ２９は、整流器３３の電圧レベルの電圧変動を検出し、電圧レベルの変動成分、例えば電圧低下分に所定の係数を乗算した補正値を求める。ＤＳＰ２９は、ＬＰＦ３１の出力から補正値を減算し、補正された対数変換信号を生成する。ＤＳＰ２９は、更に、第２の対数増幅器２７の出力信号から、この補正された対数変換信号を減算し、その減算によって得られた差分と所望の増幅率に対応する所定値とを比較する。更に、その比較結果に従って、半導体レーザ２８に供給される励起信号をフィードバック制御する。これによって、ＥＤＦＡ２２は、所望の増幅率に設定され、第１の光分岐器２１の出力信号光を励起光に従って増幅し、第２の光分岐器２３を経由して出力する。
【００２６】
本実施形態では、第１の光検出器２４内で発生し、その線型性を損なう暗電流に起因する信号成分は、搬送波成分にも同様に含まれるので、その搬送波成分の信号レベルの低下分から補正値を演算し、ＬＰＦ３１の出力である信号成分から減算する。これにより、減算結果の信号成分には、第１の光検出器２４で発生する暗電流に起因する信号成分が除去される。従って、半導体レーザ２８の励起信号は、暗電流成分による影響が除去された信号となり、ＥＤＦＡ２２は、一定の増幅率による増幅が可能になる。
【００２７】
図３は、光変調器３０の搬送波と、光変調器３０から第１の対数増幅器２５までを含む信号処理回路の信号特性とを示すグラフである。曲線Ａ１は、第１の対数増幅器２５の入力信号が無変調搬送波であるときの動作線を示している。グラフ上で、領域（Ｉ）は、第１の光検出器２４で暗電流が発生せず光電変換における線型性が高い領域（線形領域）を示し、領域（ＩＩ）は、暗電流に起因して光電変換における線型性が低い領域（非線形領域）を示す。信号Ｓ１及びＳ２は、光変調器３０に供給される同じ振幅の搬送波であり、それぞれ、光検出器の線形領域（Ｉ）及び非線形領域（ＩＩ）で供給される信号を示している。
【００２８】
第１の光検出器２４の線形領域（Ｉ）で、光変調器３０に搬送波Ｓ１が供給されると、それに従って、対数増幅器２５の出力には、その動作点Ｐ１における動作線Ａ１の勾配で規定される対数変換信号Ｏ１が得られる。また、光変調器３０に搬送波Ｓ２が供給されると、それに従って、第１の対数増幅器２５の出力には、その動作点Ｐ２における動作線Ａ１の勾配で規定される対数変換信号Ｏ２が得られる。動作点Ｐ１の勾配は動作点Ｐ２の勾配よりも大きいので、信号Ｏ１の振幅は信号Ｏ２の振幅よりも大きい。つまり、非線形領域（ＩＩ）では、変調信号の振幅が線形領域（Ｉ）に比して低下しており、入力信号光の強度が低下するに従って、変調信号の振幅は更に低下する。ここで、暗電流に起因して動作線Ａ１で示される出力信号／入力信号光の比率の増大は、この振幅の低下に相関する。
【００２９】
図４は、入力信号光の強度と、整流電圧、つまり、搬送波成分の振幅との関係を示している。線形領域（Ｉ）では、搬送波成分の振幅レベルが一定であるが、非線形領域（ＩＩ）では、その振幅レベルが、暗電流の信号光に対する比率が増加すると共に低下する。この振幅レベルの低下分Ｃ１に例えば係数を乗算して補正値を求め、補正値を信号成分から減算することにより、線型性が高い出力が得られる。
【００３０】
ところで、光検出器では、信号光の強度が一定値以下に低下すると、暗電流に起因して光検出器の出力が不安定になる。このため、あるしきい値よりも信号光の強度が低下すると、その旨を検出して光検出器の出力を強制的にゼロと見なす入力光断発生検出処理が行われる。例えば、このときにアラームを発生する。図６に示す光検出器では、例えば図７に示すように、信号光の強度がある程度以下に低くなった時点で暗電流成分が大きな場合には、光検出器の出力信号が、しきい値（Ｖｔｈ）を下回った旨が検出できない場合がある。しかし、本実施形態では、図４に示すように、信号光成分の強度低下によって、光検出器の出力がしきい値以下になる場合には、これを低下分Ｃ１に対応するしきい値（Ｖｔｈ）で検出し、そのしきい値以下の信号成分は強制的にゼロと見なす処理を行う。これによって、入力光断発生の検出が可能となる。
【００３１】
上記実施形態では、光変調器３０を第１の光検出器２４の前段に備え、第１の光検出器２４の出力を対数変換することにより、第１の光検出器２４の線形領域（Ｉ）では、入力信号光のレベルに依存しない変調レベルが得られる。この変調信号からＨＰＦ３２によって搬送波成分を取り出し、整流器３３を介してＤＳＰ２９に入力することで、ＤＳＰ２９による振幅レベルの検出が可能になる。一方、暗電流の影響が大きな非線形領域（ＩＩ）では、入力信号光のレベルにより暗電流と入力信号光の比が大きく変動するので、第１の光検出器２４による光電変換の感度が、入力信号光の強度レベルに依存し、変調信号の振幅が変化する。この変調信号からＨＰＦ３２によって搬送波成分を取り出し、整流器３３を介してＤＳＰ２９に入力することで、暗電流と入力信号光の比の変動が検出でき、この変動によって信号補正が可能になる。同時に、搬送波成分の振幅レベルの低下によって光検出器のモニタ限界が検知でき、その低下の絶対値を検知することで、入力光断発生の検出が可能になる。
【００３２】
また、上記実施形態では、対数増幅器を使用したことにより、入力光の強度が広範囲に変動した場合にも、信号処理が容易になり、また、入力光の強度レベルと出力光の強度レベルの比較に際して、減算器を用いた信号処理が可能となる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、対数増幅器２５、２７、ＬＰＦ３１、ＨＰＦ３２、及び、整流器３３を、ＤＳＰ２９とは別に備える例を挙げたが、この例には限定されない。例えば、これら機器の少なくとも一部は、ＤＳＰ２９の内部で、或いは、ＤＳＰと協働するコンピュータの内部で、ソフトウエアによって構成することも出来る。この場合には、装置構成が簡素になる。図５は、そのようなＤＳＰの一例を示している。
【００３４】
ＤＳＰ２９は、第１の対数増幅部３５、信号成分抽出部３６、搬送波成分抽出部３７、搬送波レベル検出部３８、補正処理部３９、制御部４０、及び、第２の対数増幅部４１を有する。これら対数増幅部３５、４１、信号成分抽出部３６、搬送波成分抽出部３７、搬送波レベル検出部３８、及び、補正処理部３９は、先の実施形態の対応する構成要素と同様な機能を有する。制御部４０は、補正処理部３９の出力と対数増幅部４１の出力との差分を演算し、その差分が所定の値となるように、半導体レーザ２８に与える励起信号をフィードバック制御する。ＤＳＰ２９のこれら各処理部は、ソフトウェアによって構成される。
【００３５】
また、ＤＳＰ２９の採用に代えて、電圧差分によるアナログＡＧＣ（auto-gain control)制御でも実現できる。ＤＳＰに代えてアナログ回路を採用することで、装置コストの低減が可能である。
【００３６】
上記実施形態で用いられるＥＤＦＡやその制御方式は、当業者によく知られており、また本発明とは直接的に関係しないので、その詳細な説明を省略した。
【００３７】
第１の実施形態では、対数増幅器を有しない例を挙げたが、入力信号の種別や信号変換器の出力特性によっては、第２の実施形態と同様に対数増幅器を用いることも出来る。対数増幅器を使用することにより、出力信号の表示レンジを適切に選定できる。第１の実施形態は、例えば、出力に飽和特性を有する信号変換装置などに好適に用いることが出来る。
【００３８】
第２の実施形態では、光通信システムにおけるモニタ回路の光増幅器を光増幅器の一例として挙げた。しかし、本発明の光増幅器は、光通信システムの高速光伝送路上の光伝送信号を増幅する光増幅器にも適用可能である。この場合、搬送波信号の周波数は、光伝送信号の周波数よりも高いことを要しない。搬送波信号の周波数を適切に選定し、上記第２の実施形態において、搬送波信号の周波数と光伝送信号とを適切に分離できる遮断周波数を有するＬＰＦやＨＰＦを用いること、周波数限界を有する対数増幅器を用いないことなどの構成変更をすることによって、光伝送信号の信号補正を可能にする光増幅器が得られる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の信号変換装置、光増幅器、その制御方法及びプログラムは、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る信号変換装置のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光増幅器のブロック図。
【図３】第２の実施形態における暗電流の影響を説明するためのグラフ。
【図４】第２の実施形態における振幅レベルの低下を説明するためのグラフ。
【図５】第２の実施形態で示したＤＳＰの別の構成例を示すブロック図。
【図６】関連技術における光増幅器の基本構造を示すブロック図。
【図７】図６の光増幅器における問題を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４１】
１１：変調器
１２：信号変換器
１３：信号成分抽出部
１４：搬送波成分抽出部
１５：搬送波レベル検出部
１６：補正回路
２１：第１の光分岐器
２２：ＥＤＦＡ（エルビウム・ドープト・光ファイバ増幅器）
２３：第２の光分岐器
２４：第１の光検出器
２５：第１の対数増幅器
２６：第２の光検出器
２７：第２の対数増幅器
２８：半導体レーザ
２９：ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）
３０：光変調器
３１：ＬＰＦ（ローパス・フィルタ）
３２：ＨＰＦ（ハイパス・フィルタ）
３３：整流器
【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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