(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号光と、当該信号光と異なる波長の監視信号光とを増幅する希土類添加ファイバから成る第１の光増幅器と、
一方の側のポート１に入力される前記第１の光増幅器の出力は、他方の側のポート３，４へ分岐して出力するとともに、前記ポート４に入力される複数のレーザダイオードから出力される励起光を合波して出力する光合分波器の出力は、前記一方の側のポート１及び２へ分岐して出力する第１のカプラと、
前記第１のカプラの前記ポート３から出力された前記信号光と監視信号光とを入力して他方の側から出力する光アイソレータと、
一方の側のポート１より前記光アイソレータの出力が入力され分岐されて他方の側の外部出力を行うポート３及び希土類添加ファイバから成る第２の光増幅器と入出力を行うポート４へ出力されるとともに、前記ポート４から入力される前記第２の光増幅器からの光信号を前記一方の側のポート２へ出力する第１の分岐手段と、
前記第２の光増幅器から一方の側に入力された光信号を前記第２の光増幅器へ反射するとともに、前記第１のカプラのポート２から出力された励起光を他方の側から入力し、前記第２の光増幅器の励起光として前記一方の側から出力する監視信号反射手段と、からなる構成を、上り及び下り双方の伝送路で備えた光直接増幅装置であって、
前記双方の伝送路の第１の分岐手段のポート２同士を接続し、下り又は上りの伝送路においてそれぞれ前記上り又は下りの伝送路から入力された監視信号光のレベルを監視することで、励起光源の故障検出を可能とする光直接増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光直接増幅装置に関し、特に光直接増幅装置の監視回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光直接増幅装置においては、図５に示すように、上り信号入力端から順に希土類添加ファイバ１ａ、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラ３ａ、光アイソレ−タ４ａ、光合分波器５ａが接続されて上り信号出力端に至っている。同様に、下り信号入力端からも順に、希土類添加ファイバ１ｂ、ＷＤＭカプラ３ｂ、光アイソレ−タ４ｂ、光合分波器５ｂが接続されて下り信号出力端に至っている。
【０００３】
レ−ザダイオ−ド（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）６ａ，６ｂは制御回路８に接続され、制御回路８によってその出力が制御される。このレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは光合分波器７の２つの入力端に接続され、光合分波器７の２つの出力端はそれぞれＷＤＭカプラ３ａ，３ｂの上記の入出力経路以外のもう一方の入力端に接続される。
【０００４】
また、光合分波器５ａの２つの分岐ポ−トはそれぞれ光合分波器１０ａ，１０ｂに、光合分波器５ｂの２つの分岐ポ−トもそれぞれ光合分波器１０ａ，１０ｂに接続され、これらの光合分波器１０ａ，１０ｂの互いの分岐ポ−トが接続されている。上記の光直接増幅装置の上り／下り回路において、光アイソレ−タ４ａ，４ｂより後段の光合分波器５ａ，５ｂの接続部分が光直接増幅装置の監視回路となっている。
【０００５】
この監視回路を搭載した光直接増幅システムにおける光直接増幅装置の監視は、端局から監視信号を送信して光直接増幅装置内で光信号の一部を反対側のラインに折り返し（例えば、上りラインから下りラインへ）、折り返されて戻ってくる監視信号を端局で受信する方法が採られている。一般的には、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量によって光出力異常である光直接増幅装置を検出する方法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したの従来の光直接増幅装置の監視回路では、例えば図５に示すレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂの１つがオフ（ＯＦＦ）となった場合に、希土類添加ファイバ１ａ，１ｂの特性や監視信号波長によっては、当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が小さく、光出力異常である光直接増幅装置を検出することが困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いる場合でも、電気回路を使用することなく、励起光源の故障検出を行うことができる光直接増幅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】
本発明による光直接増幅装置は、入力された信号光と、当該信号光と異なる波長の監視信号光とを増幅する希土類添加ファイバから成る第１の光増幅器と、一方の側のポート１に入力される前記第１の光増幅器の出力は、他方の側のポート３，４へ分岐して出力するとともに、前記ポート４に入力される複数のレーザダイオードから出力される励起光を合波して出力する光合分波器の出力は、前記一方の側のポート１及び２へ分岐して出力する第１のカプラと、前記第１のカプラの前記ポート３から出力された前記信号光と監視信号光とを入力して他方の側から出力する光アイソレータと、一方の側のポート１より前記光アイソレータの出力が入力され分岐されて他方の側の外部出力を行うポート３及び希土類添加ファイバから成る第２の光増幅器と入出力を行うポート４へ出力されるとともに、前記ポート４から入力される前記第２の光増幅器からの光信号を前記一方の側のポート２へ出力する第１の分岐手段と、前記第２の光増幅器から一方の側に入力された光信号を前記第２の光増幅器へ反射するとともに、前記第１のカプラのポート２から出力された励起光を他方の側から入力し、前記第２の光増幅器の励起光として前記一方の側から出力する監視信号反射手段と、からなる構成を、上り及び下り双方の伝送路で備えた光直接増幅装置であって、前記双方の伝送路の第１の分岐手段のポート２同士を接続し、下り又は上りの伝送路においてそれぞれ前記上り又は下りの伝送路から入力された監視信号光のレベルを監視することで、励起光源の故障検出を可能とすることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、本発明の光直接増幅装置は、光直接増幅システムにおける高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出を行うことを可能とすることを特徴としている。
【００１０】
より具体的に説明すると、本発明の光直接増幅装置では、第１及び第２の伝送路の信号を増幅する第１及び第２の光増幅器の構成がそれぞれ、希土類添加ファイバ、ＷＤＭカプラ、光アイソレ−タ及び光合分波器を直列に接続したものであり、信号光と異なる波長の監視光波長のみを分岐して他方の伝送路に結合する監視回路と、希土類添加ファイバに入射される励起光の一部を抽出するための光合分波器とを持っている。
【００１１】
本発明の光直接増幅装置では、監視回路に、監視光を増幅する希土類添加ファイバを持ち、希土類添加ファイバに入射する励起光が光合分波器にて抽出された励起光であり、この励起光を希土類添加ファイバに結合するためのＷＤＭカプラを持っている。
【００１２】
ここで、２つのレ−ザダイオ−ドのうち１つが故障した場合、希土類添加ファイバに入射される励起光パワ−が減少することで、希土類添加ファイバの通過損失が通常状態よりも大きくなり、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなる。
【００１３】
上記の構成と動作とを用いることで、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いた光直接増幅システムにおいて、電気回路を使用せずに、高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図１において、本発明の一実施例による光直接増幅装置は希土類添加ファイバ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂと、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラ３ａ，３ｂと、光アイソレ−タ４ａ，４ｂと、光合分波器５ａ，５ｂ，７と、レ−ザダイオ−ド（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）６ａ，６ｂと、制御回路８と、監視信号反射器９ａ，９ｂとから構成されている。
【００１５】
本発明の一実施例による光直接増幅装置においては、上り信号入力端から順に希土類添加ファイバ１ａ、ＷＤＭカプラ３ａ、光アイソレ−タ４ａ、光合分波器５ａが接続されて上り信号出力端に至っている。
【００１６】
同様に、本発明の一実施例による光直接増幅装置においては、下り信号入力端からも順に希土類添加ファイバ１ｂ、ＷＤＭカプラ３ｂ、光アイソレ−タ４ｂ、光合分波器５ｂが接続されて下り信号出力端に至っている。
【００１７】
ここで、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂは励起光を希土類添加ファイバ１ａ，１ｂへ入力するためのカプラである。レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは制御回路８に接続され、その出力が制御回路８によって制御される。このレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは光合分波器７の２つの入力端に接続され、光合分波器７の２つの出力端はそれぞれＷＤＭカプラ３ａ，３ｂの上記の入出力経路以外のもう一方の入力端に接続される。
【００１８】
また、上りの光アイソレ−タ４ａ及び下りの光アイソレ−タ４ｂよりも後段の光合分波器５ａ，５ｂ等の光部品接続からなる光直接増幅装置の監視回路において、光合分波器５ａ，５ｂの信号光方向の分岐ポ−トにそれぞれ励起光パワ−によって利得が可変可能な希土類添加ファイバ２ａ，２ｂと、その後段にファイバグレ−ティング等による監視信号反射器９ａ，９ｂとを接続し、また、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂの励起方向の分岐ポ−トをそれぞれ監視信号反射器９ａ，９ｂの後段と接続することによって、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂへ励起光を入射する。さらに、光合分波器５ａ，５ｂの反信号光方向の分岐ポ−トは互いに接続される。
【００１９】
この図１を参照して本発明の一実施例による光直接増幅装置の動作について説明する。本発明の一実施例による光直接増幅装置において、レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂからの励起光出力を光合分波器７にて合分波し、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａと下りの希土類添加ファイバ１ｂとに信号と逆方向から入射する。この動作によって、入力端から入射した光信号は希土類添加ファイバ１ａ，１ｂを介して増幅され、出力端から出力される。この時、各レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは制御回路８によって出力制御されている。
【００２０】
ＵＰ＿ＩＮ側から入力される上りシステムの監視信号は光合分波器５ａによって分岐され、希土類添加ファイバ２ａを通過後、監視信号反射器９ａにて反射され、光合分波器５ｂを介してＤＯＷＮ＿ＯＵＴから出力される。ＤＯＷＮ＿ＩＮ側から入力される下りシステムの監視信号は光合分波器５ｂによって分岐され、希土類添加ファイバ２ｂを通過後、監視信号反射器９ｂにて反射され、光合分波器５ａを介してＵＰ＿ＯＵＴから出力される。
【００２１】
また、希土類添加ファイバ１ａ，１ｂに入射される励起光のうち、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂからの分岐側からの励起光はそれぞれ監視信号反射器９ａ，９ｂを通過して希土類添加ファイバ２ａ，２ｂに入射される。この動作によって、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂは光増幅器となる。希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの分岐励起光による利得は予めある値（例えば、０ｄＢ）となるように設定されている。
【００２２】
ここで、２つのレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂのうちの１つに障害が発生して出力オフ（ＯＦＦ）となった場合を考える。この場合、光合分波器７から出力される励起光出力が減少する。したがって、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂから分岐される励起光も減少するため、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの利得も減少し（例えば、−３ｄＢ）、監視回路における折り返し経路（例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路）の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【００２３】
このライン折り返しによる監視回路を搭載した光直接増幅システムにおける光直接増幅装置の監視は、図示せぬ端局から監視信号を送信して光直接増幅装置内で光信号の一部を反対側のラインに折り返し、折り返されて戻ってくる監視信号を端局で受信する監視方式であり、一般的には、監視信号波長における当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量によって光出力異常である光直接増幅装置を検出する方法が用いられる。
【００２４】
上記の本発明の一実施例による光直接増幅装置では、障害が発生した光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなり、高精度な光直接増幅装置の障害検出が可能となる。
【００２５】
このように、光直接増幅装置の監視回路に、希土類添加ファイバと、励起光を分岐する手段と、励起光を入射する手段とを接続しているので、複数のレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂのうちの１つが故障した場合、監視回路内の希土類添加ファイバに入射される励起光パワ−が減少することで、通過損失が通常状態よりも大きくなり、よって当該光直接増幅装置の監視信号出力低下量が大きくなるため、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いた光直接増幅システムにおける高精度な光直接増幅装置の励起光源の故障検出が可能となる。
【００２６】
また、従来の光直接増幅装置と本発明の一実施例による光直接増幅装置とでは、部品点数の増加が最小で２つ（基本的に、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂ）の構成となり、また電気回路の追加も必要としないので、光直接増幅装置の障害検出の高精度化に伴う追加回路を低減することができる。
【００２７】
図２は本発明の他の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図２において、本発明の他の実施例による光直接増幅装置は監視信号反射器９ａ，９ｂの後段にＷＤＭカプラ３ａ，３ｂからの励起光入射方向にのみ信号を通過させる光アイソレ−タ１３ａ，１３ｂを接続した以外は図１に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【００２８】
本発明の他の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、監視信号反射器９ａ，９ｂの後段にＷＤＭカプラ３ａ，３ｂからの励起光入射方向にのみ信号を通過させる光アイソレ−タ１３ａ，１３ｂを接続している。
【００２９】
これら光アイソレ−タ１３ａ，１３ｂを接続することによって、監視信号反射器９ａ，９ｂを通過する監視信号波長以外の信号を減衰させることができる。また、光アイソレ−タ１３ａ，１３ｂは励起光のみを通過する光フィルタでもよい。これによって、本発明の他の実施例による光直接増幅装置でも、本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図３は本発明の別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図３において、本発明の別の実施例による光直接増幅装置はレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂからの励起光出力を光合分波器７ａにて合分波し、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と逆方向から入射し、またレ−ザダイオ−ド６ｃ，６ｄからの励起光出力を光合分波器７ｂにて合分波し、ＷＤＭカプラ１１ａ，１１ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と同方向から入射するようにした以外は図１に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【００３１】
本発明の別の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂからの励起光出力を光合分波器７ａにて合分波し、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と逆方向から入射し、またレ−ザダイオ−ド６ｃ，６ｄからの励起光出力を光合分波器７ｂにて合分波し、ＷＤＭカプラ１１ａ，１１ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と同方向から入射するようにしている。
【００３２】
この動作によって、本発明の別の実施例による光直接増幅装置では入力端から入射した光信号が希土類添加ファイバ１ａ，１ｂを介して増幅され、出力端から出力される。この時、各レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは制御回路８ａ，８ｂによって出力制御されている。
【００３３】
ＵＰ＿ＩＮ側から入力される上りシステムの監視信号は光合分波器５ａによって分岐され、希土類添加ファイバ２ａを通過後、監視信号反射器９ａにて反射されて、光合分波器５ｂを介してＤＯＷＮ＿ＯＵＴから出力される。ＤＯＷＮ＿ＩＮ側から入力される下りシステムの監視信号は光合分波器５ｂによって分岐され、希土類添加ファイバ２ｂを通過後、監視信号反射器９ｂにて反射されて、光合分波器５ａを介してＵＰ＿ＯＵＴから出力される。
【００３４】
また、希土類添加ファイバ１ａ，１ｂに入射される励起光のうち、ＷＤＭカプラ３ａ，１１ａ及びＷＤＭカプラ３ｂ，１１ｂからの分岐側からの励起光はそれぞれ光合分波器１２ａ，１２ｂによって合波されて監視信号反射器９ａ，９ｂを通過して希土類添加ファイバ２ａ，２ｂに入射される。この動作によって、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂは光増幅器となる。希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの分岐励起光による利得は予めある値（例えば、０ｄＢ）となるように設定されている。
【００３５】
ここで、４つのレ−ザダイオ−ド６ａ〜６ｄのうちの１つに障害が発生して出力オフ（ＯＦＦ）となった場合を考える。この場合、光合分波器７ａまたは光合分波器７ｂから出力される励起光出力が減少する。したがって、ＷＤＭカプラ３ａ，３ｂまたはＷＤＭカプラ１１ａ，１１ｂから分岐される励起光も減少するため、希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの利得も減少し（例えば、−３ｄＢ）、監視回路における折り返し経路（例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路）の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【００３６】
同様に、４つのレ−ザダイオ−ド６ａ〜６ｄのうちの２つに障害が発生して出力オフ（ＯＦＦ）となった場合には希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの利得が減少し（例えば、−５ｄＢ）、４つのレ−ザダイオ−ド６ａ〜６ｄのうちの３つに障害が発生して出力オフ（ＯＦＦ）となった場合には希土類添加ファイバ２ａ，２ｂの利得がさらに減少し（例えば、−６ｄＢ）、監視回路における折り返し経路（例えば、上りラインから下りラインへの折り返し経路）の通過損失が通常状態よりも大きくなる。
【００３７】
このように構成することで、励起光源が３つ以上となった場合でも、本発明の別の実施例による光直接増幅装置では、上述した本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図４は本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。図４において、本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置はレ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂからの励起光出力をそれぞれ光合分波器１５ａ，１５ｂにて分波し、一方をそれぞれＷＤＭカプラ３ａ，３ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と逆方向から入射し、もう一方をそれぞれＷＤＭカプラ１４ａ，１４ｂにてそれぞれ監視回路の希土類添加ファイバ２ａ，２ｂに入射するようにした以外は図１に示す本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。
【００３９】
本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置では、上記のように、レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂからの励起光出力をそれぞれ光合分波器１５ａ，１５ｂにて分波し、一方をそれぞれＷＤＭカプラ３ａ，３ｂにてそれぞれ上りの希土類添加ファイバ１ａ及び下りの希土類添加ファイバ１ｂに信号と逆方向から入射し、もう一方をそれぞれＷＤＭカプラ１４ａ，１４ｂにてそれぞれ監視回路の希土類添加ファイバ２ａ，２ｂに入射するようにしている。
【００４０】
この時、各レ−ザダイオ−ド６ａ，６ｂは制御回路８ａ，８ｂによって出力制御されている。希土類添加ファイバ２ａ，２ｂを有する監視回路内の光増幅器の利得は予めある値（例えば、０ｄＢ）となるように設定されている。
【００４１】
このように構成することで、本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置では、上述した本発明の一実施例による光直接増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、第１及び第２の伝送路の信号光をそれぞれ増幅する第１及び第２の光増幅器を含む光直接増幅装置において、信号光とは異なる波長の監視光波長のみを分岐して他方の伝送路に結合する監視回路と、光増幅器を構成する希土類添加ファイバに入射される励起光の一部を抽出する抽出手段とを設けることによって、ライン折り返しによる光直接増幅装置監視方式を用いる場合でも、電気回路を使用することなく、励起光源の故障検出を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図２】本発明の他の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図３】本発明の別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例による光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【図５】従来の光直接増幅装置の構成を示す基本回路構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ  希土類添加ファイバ
３ａ，３ｂ，１１ａ，１１ｂ，
１４ａ，１４ｂ  ＷＤＭカプラ
４ａ，４ｂ，１３ａ，１３ｂ  光アイソレ−タ
５ａ，５ｂ，７，７ａ，７ｂ，
１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂ  光合分波器
６ａ〜６ｄ  レ−ザダイオ−ド
８  制御回路
９ａ，９ｂ  監視信号反射器
【図１】
0003823764.tif 000002
【図２】
0003823764.tif 000003
【図３】
0003823764.tif 000004
【図４】
0003823764.tif 000005
【図５】
0003823764.tif 000006