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公開番号2025117782
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024012688
出願日2024-01-31
発明の名称光増幅器及び光増幅器監視方法
出願人NTT株式会社,パナソニックコネクト株式会社
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類H01S 3/10 20060101AFI20250805BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】光増幅器における異常検出精度を向上させる。
【解決手段】光増幅器は、増幅部と、制御部と、検出部とを有する。増幅部は、光信号を増幅する。制御部は、増幅部により増幅された光信号の光パワーに基づいて増幅部による光信号の増幅を制御する。検出部は、増幅部により増幅された光信号に含まれる雑音量に基づいて異常を検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された前記光信号の光パワーに基づいて前記増幅部による光信号の増幅を制御する制御部と、
前記増幅部により増幅された前記光信号に含まれる雑音量に基づいて異常を検出する検出部と、
を備える光増幅器。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記光増幅器は、エルビウム添加光ファイバ増幅器である、
請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記増幅部により増幅された前記光信号を、主信号帯域の主信号成分光信号と前記主信号帯域を除いた雑音成分光信号とに分離する濾波部をさらに備え、
前記検出部は、前記主信号成分光信号と前記雑音成分光信号とのそれぞれを監視して異常を検出する、
請求項２に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記検出部は、前記主信号成分光信号の光パワーと、前記雑音成分光信号の光パワーとの比に基づいて前記光信号の波長ずれを検出する、
請求項３に記載の光増幅器。
【請求項５】
光信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップにおいて増幅された前記光信号の光パワーに基づいて前記増幅ステップにおける光信号の増幅を制御する制御ステップと、
前記増幅ステップにおいて増幅された前記光信号に含まれる雑音量に基づいて異常を検出する検出ステップと、
を有する光増幅器監視方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器及び光増幅器監視方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
光通信技術に欠かせない技術の一つに光増幅技術がある。光増幅器には、光ファイバ増幅器（ＯＦＡ:Optical Fiber Amplifier）と半導体光増幅器（ＳＯＡ:Semiconductor Optical Amplifier）の２種類がある。さらに、光ファイバ増幅器には、希土類添加ファイバ増幅器とファイバラマン増幅器の２種類がある。
【０００３】
図６は、上記のような光増幅技術を内蔵した光増幅器９１０の構成例を示す図である。光増幅器９１０の光増幅部９１１は、光増幅器９１０への光入力信号を、駆動電流供給部９１２から供給される駆動電流を利用して光増幅技術により増幅し、出力する。光増幅部９１１の出力側には光分岐器９１３が配置される。光分岐器９１３により２つに分岐された一方は、光増幅器９１０からの光出力信号となり、他方は、光分岐器９１３の後に配置された光受信部９１４に出力される。光受信部９１４は、光分岐器９１３から入力した光出力信号を検出し、得られた光出力信号強度情報を駆動電流供給部９１２にフィードバックする。これにより、出力光信号のパワーを一定に保つ（ＡＰＣ：Auto Power Control）等の制御を行うのが一般的である。一方、監視・検出部９１５は、駆動電流供給部９１２における駆動電流量を監視し、異常値を検出した場合には、警報発出部９１６を経由して異常情報を監視システムに送信する。ここで、異常情報をもとに、光増幅器９１０の動作を停止する等の制御を行うこともある。
【０００４】
上述のように、光増幅器では、駆動電流供給部から供給される駆動電流値を監視し、その変動に基づいて光増幅器の異常を監視することが一般である。しかしながら、これらの光増幅器における駆動電流値は、温度によっても変動することがある。従って、駆動電流値を監視する従来技術では、駆動電流値の正常／異常の判定に用いる閾値を精度高く設定することが困難であり、異常検出の精度が低下するという課題があった。
【０００５】
また、希土類添加ファイバ増幅器の代表的なものとして、ＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバ増幅器：erbium doped fiber amplifier）がある。ＥＤＦＡは、ＯＦＡの一つである。ＥＤＦＡは、コアにエルビウムを添加した光ファイバ（ＥＤＦＡコイル）に信号光と励起光とを入力した際の励起光の誘導放出を利用して、信号光を増幅する光増幅器である。本技術は、高利得、低雑音、偏波無依存といった特徴を持つため、現在までに光伝送分野で広く普及している技術である。励起光源の入力方向が信号光の方向と同じものを前方励起型、逆のものを後方励起型と呼ぶ。また、両者を組み合わせたものを双方向励起型と呼ぶ。
【０００６】
近年、温度管理・制御機能を持たないクーラーレス型励起レーザーを有するＥＤＦＡが開発、導入されている（例えば、非特許文献１参照）。本励起レーザーは、温度監視・制御機能を持たないため、従来品と比較して低コスト化、小型化が容易であり、導入が進んでいる。また、このようなＥＤＦＡにおいては、ＥＤＦＡに入力する光信号のパワーが変動した場合でも出力光信号パワーを一定に保つ機能（ＡＰＣ）と、そのような変動が発生した場合でもＥＤＦＡの増幅利得を一定に保つ機能（ＡＧＣ：Auto Gain Control）と、ＥＤＦＡ内の励起レーザーの駆動電流値を一定に保つ機能（ＡＣＣ：Auto Current Control）とのいずれか、または全てを具備し、適用されるシステムに応じた動作を行うのが一般である。
【０００７】
図７は、クーラーレス型励起レーザーを内蔵し、ＡＰＣ動作をするＥＤＦＡ９２０の構成を示す図である。ＥＤＦＡ９２０に入力された伝送光信号は、光アイソレータ９２１を透過した後、光合波器９２２においてクーラーレス型励起レーザー９２３からの励起光信号と合波され、ＥＤＦコイル９２４に入力される。ＥＤＦコイル９２４内において、光の誘導放出を利用して伝送光信号が増幅される。ＥＤＦコイル９２４から出力された伝送光信号は、励起光抑圧用の濾波部９２５、戻り光遮断用の光アイソレータ９２６を透過した後、光分岐器９２７において光パワーが２つに分配される。光分岐器９２７により分岐された片方はＥＤＦＡ９２０から出力される。分岐された他方の伝送光信号は、その後に配置される光受信器９２８において光／電気変換され、その電流情報がＡＰＣ制御部９２９に送られる。ＡＰＣ制御部９２９は、受信した電流情報に基づき、クーラーレス型励起レーザー９２３に必要な駆動電流値を決定し、クーラーレス型励起レーザー９２３は決定された電流値により発光する。電流監視・検出部９３０は、クーラーレス型励起レーザー９２３への駆動電流値を監視して正常か異常かの判断を行い、異常がある場合には、警報発出部９３１に警報情報を送信する。警報発出部９３１は、受信した警報情報を外部の監視システムに発出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
「光アンプ励起用小型クーラレスポンプレーザモジュール（ミニポンプ・FOL0903mシリーズ）」、古河電気工業株式会社、古河電工時報、第１０９号、７３－７４頁、平成１４年１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような光増幅器においては、光増幅器出力光パワーは正常だが、雑音特性が劣化するような故障モードが存在する。このような雑音特性の劣化は、光増幅器（ＥＤＦＡ９２０）への入力光パワーが想定よりも低下した場合に生じる。もしくは、雑音特性の劣化は、光増幅器内の光増幅部（ＥＤＦコイル９２４）の入力部に一般的に挿入される光コネクタ、戻り光抑圧用の光アイソレータ９２１、励起光信号と合波するための光合波器９２２等の光デバイスの故障により光増幅部（ＥＤＦコイル９２４）への入力光パワーが想定以上に低下した結果、信号光に対する雑音光の量が相対的に増加することによって生ずる。
【００１０】
上記のうち、前者の「光増幅器（ＥＤＦＡ９２０）への入力光パワーが想定よりも低下した場合」については、ＥＤＦＡ９２０へ光信号を入力する入力部において入力光信号の光パワーを一部分岐し、監視部がその分岐光のパワーを監視することにより、本低下を異常として検出することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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