JPH08256118A - Optical reception circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光信号を受信してその
強度に応じた電気信号を出力する光受信回路に係わり、
特に光信号を光直接増幅器で増幅してから電気信号に変
換する光受信回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiving circuit for receiving an optical signal and outputting an electric signal corresponding to the intensity of the optical signal.
In particular, the present invention relates to an optical receiving circuit that amplifies an optical signal with an optical direct amplifier and then converts the signal into an electric signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバを通じて受信装置に到達した
光信号は通常、フォトダイードなどの光電変換器によっ
て電気信号に変換される。光電変換器に入力される光信
号の強度が弱い場合には、出力される電気信号の信号対
雑音比が悪化する。そこで、光直接増幅器によって増幅
してから光電変換器に光信号を入力するように光受信回
路を構成することが多い。2. Description of the Related Art An optical signal reaching a receiving device via an optical fiber is usually converted into an electric signal by a photoelectric converter such as a photodiode. When the intensity of the optical signal input to the photoelectric converter is low, the signal-to-noise ratio of the output electric signal is deteriorated. Therefore, an optical receiving circuit is often configured to input an optical signal to a photoelectric converter after amplification by an optical direct amplifier.
【０００３】光ファイバを通じて光受信回路に到達する
光信号の強度は、伝送される距離の違いや送信側の劣化
などにより変動する。このため、光受信回路で用いる光
直接増幅器は、増幅後の光の平均強度が一定になるよう
にその増幅利得が制御されるようになっている。The intensity of the optical signal reaching the optical receiving circuit through the optical fiber fluctuates due to the difference in the transmission distance and deterioration of the transmitting side. Therefore, the amplification gain of the optical direct amplifier used in the optical receiving circuit is controlled so that the average intensity of the amplified light becomes constant.
【０００４】図２は、従来から使用されている光受信回
路の構成の概要を表わしたものである。光ファイバを通
じて到達する光信号は、これを増幅するためのエルビウ
ム添加ファイバ１０１に入力される。エルビウム添加フ
ァイバ１０１から出力される増幅後の光信号は波長多重
分割カプラ１０２を通じて光カプラ１０３に入力されて
いる。光カプラ１０３は入力された光信号を所定の分岐
比で２つの光信号に分岐する光学素子である。分岐され
た後の一方の光信号は、光電変換回路１０４に入力され
電気信号に変換される。FIG. 2 shows the outline of the configuration of a conventionally used optical receiving circuit. An optical signal arriving through an optical fiber is input to an erbium-doped fiber 101 for amplifying the optical signal. The amplified optical signal output from the erbium-doped fiber 101 is input to the optical coupler 103 through the wavelength division multiplexing coupler 102. The optical coupler 103 is an optical element that splits an input optical signal into two optical signals at a predetermined split ratio. One of the branched optical signals is input to the photoelectric conversion circuit 104 and converted into an electric signal.
【０００５】エルビウム添加ファイバ１０１を励起する
ための励起光は、励起レーザ１０５から出力され、波長
多重分割カプラ１０２を通じてエルビウム添加ファイバ
１０１に入力されている。励起レーザ駆動回路１０６は
励起レーザを駆動するための電流を出力する回路であ
る。励起レーザ１０５は励起レーザ駆動回路１０６から
入力される電流量に応じた強度の励起光を出力するよう
になっている。光カプラ１０３によって分岐された光信
号のうちの一方は、受光素子１０７に入力されている。
受光素子１０７は入力された光の強度に応じた電圧信号
を出力する回路素子である。A pumping light for exciting the erbium-doped fiber 101 is output from a pump laser 105 and input to the erbium-doped fiber 101 through a wavelength division multiplexing coupler 102. The excitation laser drive circuit 106 is a circuit that outputs a current for driving the excitation laser. The excitation laser 105 outputs excitation light having an intensity corresponding to the amount of current input from the excitation laser drive circuit 106. One of the optical signals split by the optical coupler 103 is input to the light receiving element 107.
The light receiving element 107 is a circuit element that outputs a voltage signal according to the intensity of the input light.
【０００６】自動光出力制御回路１０８は、励起レーザ
駆動回路１０６が出力する電流量を制御するための制御
信号を出力する回路である。自動光出力制御回路１０８
には、基準電圧源１０９の出力する予め定められた電圧
の基準電圧信号と、受光素子１０７の出力する電圧信号
が共に入力されている。自動光出力制御回路１０８は、
受光素子１０７から入力された電圧信号の大きさが、基
準電圧信号と等しくなるように励起レーザ駆動回路１０
６に入力する制御信号の値を変化させる回路である。The automatic optical output control circuit 108 is a circuit for outputting a control signal for controlling the amount of current output from the excitation laser drive circuit 106. Automatic light output control circuit 108
, A reference voltage signal of a predetermined voltage output from the reference voltage source 109 and a voltage signal output from the light receiving element 107 are both input. The automatic light output control circuit 108
The excitation laser drive circuit 10 is controlled so that the magnitude of the voltage signal input from the light receiving element 107 becomes equal to the reference voltage signal.
6 is a circuit for changing the value of the control signal input to the control signal 6.
【０００７】エルビウム添加ファイバ１０１は、希土類
元素であるエルビウム（Ｅｒ）元素が一定量添加された
光ファイバである。エルビウム添加ファイバ１０１に励
起光が入力されると、エルビウム元素はそのエネルギ準
位が上昇して励起状態になる。ここに光信号が入力され
ると誘導放出現象が起こり、エルビウム元素のエネルギ
準位が下がる代わりに光信号が増幅される。エルビウム
添加ファイバ１０１における光信号の増幅利得は、これ
に入力する励起光の強度によって変化させるができる。The erbium-doped fiber 101 is an optical fiber to which a certain amount of erbium (Er), a rare earth element, is added. When excitation light is input to the erbium-doped fiber 101, the energy level of the erbium element rises and the erbium element enters an excited state. When an optical signal is input here, a stimulated emission phenomenon occurs, and the optical signal is amplified instead of lowering the energy level of the erbium element. The amplification gain of the optical signal in the erbium-doped fiber 101 can be changed according to the intensity of the pump light input thereto.
【０００８】エルビウム添加ファイバ１０１で増幅され
た後の光信号は、光カプラ１０３で分岐された後、受光
素子１０７によって電圧信号に変換される。受光素子１
０７の出力する電圧信号の大きさは、増幅後の光信号の
強度に対応している。自動光出力制御回路１０８は、受
光素子１０７の出力する電圧値が基準電圧と一致するよ
うに励起レーザ駆動回路１０６の出力する電流量を変化
させる。これに応じて励起レーザ１０５の出力する励起
光の強度も変化し、その結果、エルビウム添加ファイバ
１０１における増幅利得が変わる。このようにして、エ
ルビウム添加ファイバ１０１によって増幅された後の光
の強度が一定になるように制御される。The optical signal amplified by the erbium-doped fiber 101 is branched by the optical coupler 103 and then converted into a voltage signal by the light receiving element 107. Light receiving element 1
The magnitude of the voltage signal output by the number 07 corresponds to the intensity of the amplified optical signal. The automatic light output control circuit changes the amount of current output from the excitation laser drive circuit so that the voltage value output from the light receiving element 107 matches the reference voltage. Accordingly, the intensity of the pump light output from the pump laser 105 also changes, and as a result, the amplification gain in the erbium-doped fiber 101 changes. In this way, control is performed so that the intensity of light after being amplified by the erbium-doped fiber 101 becomes constant.
【０００９】特開平４−６８８３０号公報には、エルビ
ウム添加ファイバへの入力光信号が断となったことを検
出し、入力断のときは励起光の供給を停止するようにし
た光増幅中継器が開示されている。図２の光受信回路の
ように増幅後の光信号を基に励起光の強度を制御する回
路では、エルビウム添加ファイバへの入力光信号が断と
なると、増幅利得を上げようとして励起光の強度が不必
要に強められる。これを入力光信号の断を検出したとき
に励起レーザの駆動を停止することで回避するようにな
っている。Japanese Patent Laid-Open No. 4-68830 discloses an optical amplification repeater which detects that the input optical signal to the erbium-doped fiber is cut off and stops the supply of pumping light when the input is cut off. Is disclosed. In a circuit that controls the intensity of the pump light based on the amplified optical signal as in the optical receiver circuit of FIG. 2, when the input optical signal to the erbium-doped fiber is interrupted, the intensity of the pump light is increased in order to increase the amplification gain. Is unnecessarily strengthened. This is avoided by stopping the driving of the pumping laser when the disconnection of the input optical signal is detected.
【００１０】このほか、特開平４−３６１５８３号公報
には、増幅利得を一定に保つためにエルビウム添加ファ
イバを通過して出力される励起光の強度をモニタし、こ
れが一定になるように励起レーザの出力する励起光の強
度を制御した光直接増幅器が開示されている。励起レー
ザの出力光の強度を一定に保っても、励起レーザとエル
ビウム添加ファイバの間の損失が変化すれば増幅利得が
変動してしまう。そこで、この光直接増幅器ではエルビ
ウム添加ファイバを通過した後の励起光の強度をモニタ
することで、励起レーザとエルビウム添加ファイバとの
間の損失の変動も含めてモニタするようになっている。In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-361583 discloses a technique for monitoring the intensity of pump light output through an erbium-doped fiber in order to keep the amplification gain constant, and to control the pump laser so that it becomes constant. There is disclosed an optical direct amplifier in which the intensity of pump light output from the optical amplifier is controlled. Even if the intensity of the output light of the pump laser is kept constant, the amplification gain will vary if the loss between the pump laser and the erbium-doped fiber changes. Therefore, in this optical direct amplifier, by monitoring the intensity of the pumping light after passing through the erbium-doped fiber, the fluctuation of the loss between the pumping laser and the erbium-doped fiber is also monitored.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】光受信回路に入力され
る光信号は何らかの原因で断することがある。光信号が
断となり入力されないまま励起光を供給すればエルビウ
ム添加ファイバのエネルギレベルが過大になる。この状
態で光信号が回復すると、そのときの増幅利得が大きい
ので異常に強い光がエルビウム添加ファイバから出力さ
れてしまう。このように瞬間的に異常に強い光が出力さ
れてしまう現象は光サージと呼ばれている。従来から用
いられている光受信回路では、入力される光信号が断し
たか否かの検出を行っていないので、断が回復したとき
光サージによる異常に強い光がそのまま光電変換器に入
力される。このため、許容レベルを越える強い光が入力
されて光電変換器が破損してしまうという問題がある。The optical signal input to the optical receiving circuit may be interrupted for some reason. The energy level of the erbium-doped fiber becomes excessive if the pumping light is supplied without being input because the optical signal is interrupted. When the optical signal is recovered in this state, an abnormally strong light is output from the erbium-doped fiber because the amplification gain at that time is large. Such a phenomenon in which abnormally strong light is instantaneously output is called an optical surge. Conventionally used optical receiving circuits do not detect whether or not the input optical signal is interrupted, so when the interruption is recovered, abnormally strong light due to the optical surge is directly input to the photoelectric converter. You. Therefore, there is a problem that strong light exceeding an allowable level is input and the photoelectric converter is damaged.
【００１２】また、増幅後の光出力が一定になるように
励起光の強度が制御されている場合には、光信号が断に
なると励起光の強度が一層強められる。この状態で光信
号が回複するとより一層大きな光サージが発生してしま
い、光電変換器の破損が生じ易くなるという問題があ
る。Further, when the intensity of the pumping light is controlled so that the optical output after amplification becomes constant, the intensity of the pumping light is further increased when the optical signal is interrupted. When the optical signals are duplicated in this state, a larger optical surge is generated, and there is a problem that the photoelectric converter is easily damaged.
【００１３】特開平４−６８８３０号公報に開示されて
いるように、光信号の断を検出してその間励起光の供給
を停止すれば、断となっている時間が長い場合には光サ
ージの発生を回避することができる。断時間が長い場合
には自然放出によりエルビウム添加ファイバのエネルギ
レベルが十分低下するので光信号が回復したときに光サ
ージは生じない。しかしながら励起状態から自然放出に
よりそのエネルギ準位が低下するためには数１０ｍＳ程
度かかる。また、断を検出してから励起光の供給を停止
するまでには一定の時間がかかる。このため、光信号が
断した直後は、エルビウム添加ファイバのエネルギレベ
ルが過大になるとともに、断時間が短い場合には、エネ
ルギレベルが低下する前に光信号が回復するので光サー
ジが発生してしまう。このように光信号の断を検出して
励起光の供給を停止しても、瞬断の場合には光サージの
発生を回避できず、光電変換器が破損してしまうという
問題がある。As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-68830, if the interruption of the optical signal is detected and the supply of the pumping light is stopped during that time, if the interruption is long, an optical surge may occur. Occurrence can be avoided. If the interruption time is long, the energy level of the erbium-doped fiber is sufficiently reduced by spontaneous emission, so that no optical surge occurs when the optical signal is recovered. However, it takes about several tens of milliseconds for the energy level to decrease due to spontaneous emission from the excited state. In addition, it takes a certain time from detecting the disconnection to stopping the supply of the excitation light. Therefore, immediately after the interruption of the optical signal, the energy level of the erbium-doped fiber becomes excessively large, and when the interruption time is short, the optical signal recovers before the energy level decreases, so that an optical surge occurs. I will. As described above, even if the interruption of the optical signal is detected and the supply of the excitation light is stopped, the occurrence of the optical surge cannot be avoided in the case of the instantaneous interruption, and there is a problem that the photoelectric converter is damaged.
【００１４】そこで本発明の目的は、光信号の断が回復
したときに発生する光サージにより光電変換器が破損す
ることを防止した光受信回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical receiving circuit in which a photoelectric converter is prevented from being damaged by an optical surge generated when the interruption of an optical signal is recovered.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光信号を増幅するための希土類添加ファイバと、こ
の希土類添加ファイバにこれを励起するための励起光を
供給する励起光供給手段と、入力される光信号の強度に
応じた電気信号を出力するとともに、許容できる光信号
の強度が所定値以下の光電変換手段と、この光電変換手
段に前記希土類添加ファイバの出力光が入力される状態
と入力されない状態のいずれかにこれらの間の光路を切
り換える光路切換手段と、希土類添加ファイバにその増
幅の対象となる光信号が到達しているかどうかを検出す
る光信号到達検出手段と、この光信号到達検出手段の検
出結果を基に前記希土類添加ファイバに光信号が到達し
ていない状態から到達する状態に変化したときから一定
時間の経過を計る計時手段と、光信号到達検出手段によ
り光信号が到達していないことが検出されたとき前記光
路切換手段を前記希土類添加ファイバの出力光が前記光
電変換手段に入力されない状態に設定し、この計時手段
により光信号が到達する状態に変化してから前記一定時
間の経過が計られたとき前記光路切換手段を前記希土類
添加ファイバの出力光が前記光電変換手段に入力される
状態に設定する設定光路変更手段とを光受信回路に具備
させている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rare earth-doped fiber for amplifying an optical signal, and pumping light supply means for supplying pumping light for exciting the rare earth-doped fiber. , An electric signal corresponding to the intensity of the input optical signal is output, and an allowable optical signal intensity is a photoelectric conversion unit having a predetermined value or less, and the output light of the rare earth-doped fiber is input to the photoelectric conversion unit. Optical path switching means for switching the optical path between them to either the state or the non-input state, the optical signal arrival detection means for detecting whether the optical signal to be amplified reaches the rare earth doped fiber, A meter that measures the elapse of a certain period of time from the time when the optical signal has reached the rare earth-doped fiber based on the detection result of the optical signal arrival detection means Means and the optical signal arrival detection means, when it is detected that the optical signal has not reached, the optical path switching means is set to a state in which the output light of the rare earth-doped fiber is not input to the photoelectric conversion means, and the timing means The change of the set optical path for setting the optical path switching means to a state in which the output light of the rare earth-doped fiber is input to the photoelectric conversion means when the elapse of the predetermined time after the change to the state in which the optical signal reaches And means are provided in the optical receiving circuit.
【００１６】すなわち請求項１記載の発明では、断状態
から光信号が回復したとき、それから一定時間経過して
から増幅後の光信号を光電変換手段に入力するようにな
っている。これにより、光信号が断の状態から再び入力
され始めたときに発生する光サージによる異常に強い光
が光電変換手段に入力されるのを防いでいる。That is, according to the first aspect of the invention, when the optical signal is recovered from the disconnection state, the optical signal after the amplification is input to the photoelectric conversion means after a certain time has elapsed. This prevents abnormally strong light from being input to the photoelectric conversion unit due to an optical surge that occurs when the optical signal starts to be input again from a disconnected state.
【００１７】請求項２記載の発明では、光信号を増幅す
るための希土類添加ファイバと、この希土類添加ファイ
バにこれを励起するための励起光を供給する励起光供給
手段と、入力される光信号の強度に応じた電気信号を出
力するとともに、許容できる光信号の強度が所定値以下
の光電変換手段と、この光電変換手段に前記希土類添加
ファイバの出力光が入力される状態と入力されない状態
のいずれかにこれらの間の光路を切り換える光路切換手
段と、希土類添加ファイバにその増幅の対象となる光信
号が到達しているかどうかを検出する光信号到達検出手
段と、この光信号到達検出手段により光信号が到達して
いないことが検出されたとき前記励起光供給手段による
希土類添加ファイバへの励起光の供給を停止させ、光信
号到達検出手段により光信号が到達していることが検出
されたとき励起光供給手段による希土類添加ファイバへ
の励起光の供給を再開させる励起光供給停止再開手段
と、光信号到達検出手段の検出結果を基に前記希土類添
加ファイバに光信号が到達していない状態から到達する
状態に変化したときから一定時間の経過を計る計時手段
と、光信号到達検出手段により光信号が到達していない
ことが検出されたとき前記光路切換手段を前記希土類添
加ファイバの出力光が前記光電変換手段に入力されない
状態に設定し、この計時手段により光信号が到達する状
態に変化してから前記一定時間の経過が計られたとき前
記光路切換手段を前記希土類添加ファイバの出力光が前
記光電変換手段に入力される状態に設定する設定光路変
更手段とを光受信回路に具備させている。According to a second aspect of the present invention, a rare earth-doped fiber for amplifying an optical signal, pumping light supply means for supplying pumping light for exciting the rare-earth-doped fiber, and an optical signal to be inputted And an electric signal corresponding to the intensity of the photoelectric conversion unit, and the allowable intensity of the optical signal is equal to or less than a predetermined value. An optical path switching means for switching an optical path between them, an optical signal arrival detecting means for detecting whether an optical signal to be amplified reaches the rare earth doped fiber, and an optical signal arrival detecting means. When it is detected that the optical signal has not arrived, the supply of the excitation light to the rare earth-doped fiber by the excitation light supply means is stopped, and the optical signal arrival detection means Based on the detection result of the pumping light supply stopping and restarting means for restarting the supply of the pumping light to the rare earth-doped fiber by the pumping light supply means when it is detected that the optical signal has arrived. The time signal means for measuring the elapse of a predetermined time from the time when the optical signal has changed from the state in which the optical signal has not reached the rare earth-doped fiber to the state in which the optical signal has arrived, and the fact that the optical signal has not reached is detected by the optical signal arrival detecting means. When the optical path switching means is set to a state in which the output light of the rare-earth-doped fiber is not input to the photoelectric conversion means, the time has been measured after the change to the state in which the optical signal arrives by the timing means. When the optical receiving circuit is provided with setting optical path changing means for setting the optical path switching means to a state in which the output light of the rare earth doped fiber is input to the photoelectric conversion means. .
【００１８】すなわち請求項２記載の発明では、断状態
から光信号が回復したとき、それから一定時間経過して
から増幅後の光信号を光電変換手段に入力している。ま
た、光信号の断が発生している間は、励起光の供給を停
止するようにしている。これにより、光信号が比較的長
い間に渡って断した後に回復したときには、光サージ自
体の発生を防ぐことができる。また、光信号の断が瞬断
の場合であっても、発生した光サージによる異常に強い
光が光電変換手段に入力されるのを防いでいる。さら
に、瞬断の場合であっても、励起光の供給を停止しない
場合に比べて発生する光サージの強度を小さくすること
ができる。In other words, according to the second aspect of the present invention, when the optical signal is recovered from the cut-off state, the amplified optical signal is input to the photoelectric conversion means after a lapse of a predetermined time. Further, while the interruption of the optical signal is occurring, the supply of the excitation light is stopped. This makes it possible to prevent the occurrence of the optical surge itself when the optical signal recovers after being interrupted for a relatively long time. Further, even when the optical signal is interrupted instantaneously, abnormally strong light due to the generated optical surge is prevented from being input to the photoelectric conversion means. Further, even in the case of a momentary interruption, it is possible to reduce the intensity of the optical surge generated as compared with the case where the supply of the excitation light is not stopped.
【００１９】請求項３記載の発明では、前記光信号到達
検出手段は光信号が到達していることを検出したとき所
定電圧の電気信号を出力し、前記計時手段はこの電気信
号の入力された所定の時定数を有するローパスフィルタ
であり、前記設定光路変更手段は、このローパスフィル
タの出力電位が一定値を越えたとき前記希土類添加ファ
イバの出力光が前記光電変換手段に入力される状態に前
記光路切換手段を設定するようになっている。According to the third aspect of the present invention, the optical signal arrival detecting means outputs an electric signal of a predetermined voltage when detecting that the optical signal has arrived, and the time keeping means receives the electric signal. A low-pass filter having a predetermined time constant, wherein the setting optical path changing unit changes the state that the output light of the rare-earth-doped fiber is input to the photoelectric conversion unit when the output potential of the low-pass filter exceeds a certain value. The optical path switching means is set.
【００２０】すなわち請求項３記載の発明では、光信号
の断が回復して再び光信号が入力されたときから一定時
間の経過を、ローパスフィルタの時定数によって計って
いる。That is, according to the third aspect of the present invention, the lapse of a predetermined time from when the interruption of the optical signal is restored and the optical signal is input again is measured by the time constant of the low-pass filter.
【００２１】請求項４記載の発明では、前記計時手段の
計測する一定時間は、前記希土類添加ファイバに光信号
が入力されたときからその出力光の強度が前記光電変換
手段の許容できる光の強度よりも小さくなるまでに要す
る時間よりも長く設定されている。In the invention described in claim 4, for a certain period of time measured by the clocking means, the intensity of the output light from the time when the optical signal is input to the rare-earth-doped fiber becomes the allowable light intensity of the photoelectric conversion means. It is set longer than the time required until it becomes smaller.
【００２２】すなわち請求項４記載の発明では、計時手
段の計測する一定時間を光サージによって発生する光の
強度が光電気変換手段に入力可能な強度よりも小さくな
るまでに要する時間よりも長い時間に設定している。That is, in the invention according to claim 4, the predetermined time measured by the time measuring means is longer than the time required for the intensity of light generated by the light surge to become smaller than the intensity that can be input to the photoelectric conversion means. Is set to
【００２３】[0023]
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.
【００２４】図１は、本発明の一実施例における光受信
回路の構成を表わしたものである。この光受信回路は、
入力される光信号を分岐する光カプラ１１を備えてい
る。光カプラ１１によって分岐されたうちの一方の光信
号１２はエルビウム添加ファイバ１３に入力される。エ
ルビウム添加ファイバ１３からの出力光１４は、波長分
割多重カプラ１５を通じて、光カプラ１６に入力されて
いる。光カプラ１６は光信号１７を２つに分岐する光学
素子である。光カプラ１６から出力される一方の光信号
１８は、光スイッチ１９に入力されている。光スイッチ
１９は、光カプラ１６からの光信号１８を光電変換回路
２１に入力するか否かを切り換える機能を備えている。FIG. 1 shows the configuration of an optical receiver circuit according to an embodiment of the present invention. This optical receiver circuit
An optical coupler 11 for splitting an input optical signal is provided. One of the optical signals 12 branched by the optical coupler 11 is input to the erbium-doped fiber 13. Output light 14 from the erbium-doped fiber 13 is input to an optical coupler 16 through a wavelength division multiplex coupler 15. The optical coupler 16 is an optical element that splits the optical signal 17 into two. One optical signal 18 output from the optical coupler 16 is input to the optical switch 19. The optical switch 19 has a function of switching whether to input the optical signal 18 from the optical coupler 16 to the photoelectric conversion circuit 21.
【００２５】励起レーザ２２の出力する励起光２３は、
波長分割多重カプラ１５を通じてエルビウム添加ファイ
バ１３に入力されている。励起レーザ２２には、励起レ
ーザ駆動回路２４から励起電流２５が入力されている。
励起レーザ２２は、入力される励起電流２５の電流量に
応じた強度の励起光２３を出力するようになっている。The excitation light 23 output from the excitation laser 22 is
The light is input to the erbium-doped fiber 13 through the wavelength division multiplex coupler 15. An excitation current 25 is input to the excitation laser 22 from an excitation laser drive circuit 24.
The excitation laser 22 outputs the excitation light 23 having an intensity corresponding to the amount of the input excitation current 25.
【００２６】励起レーザ駆動回路２４には、これが出力
する励起電流２５の電流量を制御するための制御信号２
６が自動光出力制御回路２７から入力されている。光カ
プラ１６によって分岐されたうちの一方の光信号２８
は、受光素子２９に入力されて電圧信号３１に変換され
る。自動光出力制御回路２７には受光素子２９の出力す
る電圧信号３１と、基準電圧源３２から出力される所定
電圧の基準電圧信号３３が入力されている。自動光出力
制御回路２７は、電圧信号３１の電圧値が基準電圧信号
３３のそれと等しくなる方向に制御信号２６を変化させ
るようになっている。The excitation laser drive circuit 24 has a control signal 2 for controlling the amount of the excitation current 25 output from the circuit.
6 is input from the automatic light output control circuit 27. One of the optical signals 28 split by the optical coupler 16
Is input to the light receiving element 29 and converted into a voltage signal 31. The voltage signal 31 output from the light receiving element 29 and the reference voltage signal 33 of a predetermined voltage output from the reference voltage source 32 are input to the automatic light output control circuit 27. The automatic light output control circuit 27 changes the control signal 26 so that the voltage value of the voltage signal 31 becomes equal to that of the reference voltage signal 33.
【００２７】光カプラ１１によって分岐された後の一方
の光信号４１は、受光素子４２に入力されて、光の強度
に応じた電圧信号４３に変換される。入力断検出回路４
４は、電圧信号４３を監視することで光受信回路に入力
される光信号が断となっているか、あるいは光信号が到
達しているかを検出する回路である。入力断検出回路４
４の出力する検出信号４５は、光信号が到達している間
はハイレベルとなり、光信号が断となっている間はロー
レベルになる。検出信号４５は、自動光出力制御回路２
７に入力されている。自動光出力制御回路２７は、検出
信号４５がローレベルになっている間は、励起光の出力
を停止するようになっている。One of the optical signals 41 branched by the optical coupler 11 is input to a light receiving element 42 and converted into a voltage signal 43 corresponding to the intensity of light. Input disconnection detection circuit 4
Reference numeral 4 denotes a circuit that detects whether the optical signal input to the optical receiving circuit is interrupted or reaches the optical signal by monitoring the voltage signal 43. Input disconnection detection circuit 4
The detection signal 45 output by 4 is at a high level while the optical signal arrives, and at a low level while the optical signal is interrupted. The detection signal 45 is output from the automatic light output control circuit 2
It is entered in 7. The automatic light output control circuit 27 stops outputting the excitation light while the detection signal 45 is at the low level.
【００２８】入力断検出回路４４の出力する検出信号４
５は、ローパスフィルタ４６に入力されている。ローパ
スフィルタを通過した検出信号４７は、光スイッチ１９
に入力されている。光スイッチ１９は、入力される検出
信号４７が所定の閾値電圧以上になっている間は、光信
号１８を通過させて光電気変換回路２１に入力する。一
方、検出信号４７が所定の閾値電圧以下になっている間
は、光信号１８が光電気変換回路２１に入力されないよ
うにその光路を変更するようになっている。ここでは、
電気光学効果を有するリチウムナイオベート（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ）を光スイッチとして用いている。Detection signal 4 output from the input break detection circuit 44
5 is input to the low-pass filter 46. The detection signal 47 that has passed through the low-pass filter is the optical switch 19
Has been entered in. The optical switch 19 allows the optical signal 18 to pass and input it to the photoelectric conversion circuit 21 while the input detection signal 47 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. On the other hand, while the detection signal 47 is below the predetermined threshold voltage, the optical path is changed so that the optical signal 18 is not input to the photoelectric conversion circuit 21. here,
Lithium niobate having an electro-optic effect (LiNb
O 3 ) is used as an optical switch.
【００２９】ローパスフィルタ４６の時定数は、２０ｍ
Ｓに設定されている。時定数の値は、断状態から光信号
が回復したときから、エルビウム添加ファイバ１３から
出力される光信号の強度が、光電変換回路２１の許容入
力レベル以下になるまでに要する時間よりも長くなって
いる。光電気変換回路２１の受光素子としてはＰＩＮフ
ォトダイオードを用いている。また、受光素子２９およ
び受光素子４２も同様にＰＩＮフォトダイードを用いて
いる。光カプラ１１、１６における分岐比は、９５対５
程度に設定されている。したがって、増幅後の光のほと
んどは光電気変換回路２１に入力され、受光素子２９に
は極わずかの光信号だけが入力される。このため、光サ
ージが発生したときでも、ＰＩＮフォトダイードの許容
範囲を越える強い光が受光素子２９に入力されることは
ない。The time constant of the low pass filter 46 is 20 m.
S is set. The value of the time constant is longer than the time required until the intensity of the optical signal output from the erbium-doped fiber 13 becomes equal to or less than the allowable input level of the photoelectric conversion circuit 21 from the time when the optical signal is recovered from the disconnection state. ing. As a light receiving element of the photoelectric conversion circuit 21, a PIN photodiode is used. The light receiving element 29 and the light receiving element 42 also use a PIN photodiode. The branching ratio in the optical couplers 11 and 16 is 95: 5.
It is set to a degree. Therefore, most of the amplified light is input to the photoelectric conversion circuit 21, and only a very small optical signal is input to the light receiving element 29. Therefore, even when an optical surge occurs, strong light exceeding the allowable range of the PIN photodiode is not input to the light receiving element 29.
【００３０】光信号がエルビウム添加ファイバ１３に入
力されいる状態では、光スイッチ１９は、増幅後の光信
号を光電気変換回路２１に入力する状態になっている。
この状態では、増幅後の光信号の強度が所定の値になる
ように自動光出力制御回路２７によって励起光の強度が
調整されている。したがって、光電気変換回路２１には
その許容範囲内の強度の光が入力されている。When an optical signal is being input to the erbium-doped fiber 13, the optical switch 19 is in a state where the amplified optical signal is input to the photoelectric conversion circuit 21.
In this state, the automatic light output control circuit 27 adjusts the intensity of the pumping light so that the intensity of the amplified optical signal becomes a predetermined value. Therefore, light having an intensity within the allowable range is input to the photoelectric conversion circuit 21.
【００３１】エルビウム添加ファイバ１３に入力されて
いた光信号が断となったとき、入力断検出回路４４は検
出信号４５をハイレベルからローレベルに変化させる。
これを受けて自動光出力制御回路２７は、エルビウム添
加ファイバ１３への励起光の供給を停止させる。また、
検出信号４７もその電圧値が低下し、閾値以下になる。
このため光スイッチ１９は、エルビウム添加ファイバ１
３からの光信号が光電気変換回路２１に入力されない状
態にその光路を切り換える。When the optical signal input to the erbium-doped fiber 13 is disconnected, the input disconnection detection circuit 44 changes the detection signal 45 from high level to low level.
In response to this, the automatic optical output control circuit 27 stops the supply of the excitation light to the erbium-doped fiber 13. Also,
The voltage value of the detection signal 47 also decreases and becomes lower than the threshold value.
Therefore, the optical switch 19 is the erbium-doped fiber 1
The optical path is switched to a state where the optical signal from 3 is not input to the photoelectric conversion circuit 21.
【００３２】つぎに断の状態から再び光信号がエルビウ
ム添加ファイバ１３に入力される状態に変化したとす
る。光信号が入力されたとき入力断検出回路４４は、検
出信号４５の値をローレベルからハイレベルに変化させ
る。これを受けて、自動光出力制御回路２７は励起光の
供給を再開する。ローパスフィルタ４６の出力電位は、
検出信号４５がローレベルからハイレベルに変化した時
点からその時定数に応じて徐々に上昇する。そして約２
０ｍＳだけ経過したときに光スイッチ１９が光路を切り
換える閾値電圧に到達する。このため、光スイッチ１９
は、エルビウム添加ファイバ１３に光信号が入力されて
からこの時定数の時間が経過した後に増幅後の光信号を
光電変換回路２１に入力する。Next, it is assumed that the state changes from the disconnected state to the state in which the optical signal is input to the erbium-doped fiber 13 again. When an optical signal is input, the input disconnection detection circuit 44 changes the value of the detection signal 45 from a low level to a high level. In response, the automatic light output control circuit 27 restarts the supply of the excitation light. The output potential of the low-pass filter 46 is
From the point in time when the detection signal 45 changes from low level to high level, it gradually increases according to the time constant. And about 2
When 0 mS has elapsed, the optical switch 19 reaches the threshold voltage for switching the optical path. Therefore, the optical switch 19
Inputs the amplified optical signal to the photoelectric conversion circuit 21 after the time of this time constant elapses after the optical signal is input to the erbium-doped fiber 13.
【００３３】ローパスフィルタ４６の時定数は、光信号
の入力が再開された時に光サージが発生する期間よりも
長く設定してあるので、光サージによる異常に強い光信
号が光電変換回路２１に入力されない。特に入力される
光信号が瞬断の場合には、断している間励起光の供給を
停止していても光サージが生じてしまう。そこで光路を
切り換えることで、異常に強い光信号が光電変換回路に
入力されることを防止している。Since the time constant of the low-pass filter 46 is set to be longer than the period in which an optical surge occurs when the input of the optical signal is restarted, an abnormally strong optical signal due to the optical surge is input to the photoelectric conversion circuit 21. Not done. In particular, when the input optical signal is a momentary interruption, an optical surge occurs even if the supply of pumping light is stopped during the interruption. Therefore, by switching the optical path, an abnormally strong optical signal is prevented from being input to the photoelectric conversion circuit.
【００３４】以上説明した実施例では、検出信号が出力
されてから光スイッチを切り換えるまでの遅延時間をロ
ーパスフィルタによって作り出しているが、他の回路素
子によって遅延時間を作り出しても良い。たとえば、検
出信号が出力されてからカウンタにクロックパルスの計
数を開始させ、所定の値まで計数したときに光スイッチ
を切り換えるようにすることができる。設定する時定数
は２０ｍＳに限られるものではなく、光サージの発生す
る期間よりも長ければよい。しかし、できるだけ短い方
が、光信号が欠落する時間を少なくすることができる。In the embodiment described above, the delay time from when the detection signal is output to when the optical switch is switched is generated by the low-pass filter. However, the delay time may be generated by another circuit element. For example, the counter can be made to start counting clock pulses after the detection signal is output, and the optical switch can be switched when the count reaches a predetermined value. The time constant to be set is not limited to 20 mS and may be longer than the period in which the optical surge occurs. However, as short as possible, the time during which the optical signal is lost can be reduced.
【００３５】また、光スイッチとしてリチウムナイオベ
ートを用いたが、リチウムタンタレート（ＬｉＴａ
Ｏ3 ）を使用してもよい。このほか、電気光学効果以
外、たとえば音響光学効果や、磁気光学効果を利用して
媒体中の屈折率を変更させて、光路を切り換える光スイ
ッチを用いてもよい。Although lithium niobate is used as the optical switch, lithium tantalate (LiTa
O 3 ) may be used. In addition, an optical switch that switches the optical path by changing the refractive index in the medium using, for example, an acousto-optic effect or a magneto-optic effect other than the electro-optic effect may be used.
【００３６】[0036]
【発明の効果】このように請求項１記載の発明によれ
ば、断状態から光信号が回復してから一定時間の経過後
に、増幅された光信号を光電変換手段に入力したので、
光信号の回復時に発生する光サージによる異常に強い光
が光電変換手段に入力されない。これにより光電変換手
段が光サージによって破損してしまうことを防止するこ
とができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the amplified optical signal is input to the photoelectric conversion means after a lapse of a predetermined time from the recovery of the optical signal from the disconnection state.
Abnormally strong light due to the light surge generated when the optical signal is recovered is not input to the photoelectric conversion means. As a result, it is possible to prevent the photoelectric conversion unit from being damaged by a light surge.
【００３７】また請求項２記載の発明によれば、光信号
が断している間は、励起光の供給を停止したので、断し
ている時間が長いときには回復時に光サージ自体の発生
を防ぐことができる。また、光信号の断が回復してから
一定時間の経過後に、増幅された光信号を光電変換手段
に入力したので、光信号の断が瞬断の場合でも発生した
光サージによる強い光が光電変換手段に入力されない。
さらに、瞬断の場合でも励起光の供給を停止しない場合
に比べて発生する光サージの強度を小さくすることがで
きる。According to the second aspect of the present invention, the supply of the pumping light is stopped while the optical signal is interrupted, so that when the interrupted time is long, the occurrence of the optical surge itself during recovery is prevented. be able to. In addition, since the amplified optical signal is input to the photoelectric conversion means after a lapse of a certain time after the interruption of the optical signal is recovered, even if the interruption of the optical signal is a momentary interruption, the strong light generated by the optical surge is generated. No input to the conversion means.
Further, even in the case of a momentary interruption, it is possible to reduce the intensity of the optical surge generated as compared with the case where the supply of the excitation light is not stopped.
【００３８】さらに請求項３記載の発明によれば、一定
時間の経過を、ローパスフィルタの時定数を利用して計
測したので、計時手段を簡単な回路構成で実現できる。Furthermore, according to the third aspect of the invention, since the passage of a fixed time is measured by using the time constant of the low-pass filter, the time measuring means can be realized with a simple circuit configuration.
【００３９】また請求項４記載の発明によれば、計時手
段の計測する一定時間を光サージによる光の強度が光電
気変換手段に入力可能な強度よりも小さくなるまでに要
する時間よりも長く設定している。これにより、光サー
ジによって光電変換手段が破損することを確実に防止す
ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, the predetermined time measured by the time measuring means is set to be longer than the time required until the intensity of light due to the optical surge becomes smaller than the intensity that can be input to the photoelectric conversion means. doing. Thus, it is possible to reliably prevent the photoelectric conversion unit from being damaged by the light surge.
【図１】本発明の一実施例における光受信回路の構成を
表わしたブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiving circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来から使用されている光受信回路の構成を表
わしたブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a conventionally used optical receiving circuit.
１１、１６ 光カプラ １３ エルビウム添加ファイバ １５ 波長分割多重カプラ １９ 光スイッチ ２１ 光電気変換回路 ２２ 励起レーザ ２４ 励起レーザ駆動回路 ２７ 自動光出力制御回路 ４４ 入力断検出回路 ４６ ローパスフィルタ 11, 16 Optical coupler 13 Erbium-doped fiber 15 Wavelength division multiplexing coupler 19 Optical switch 21 Photoelectric conversion circuit 22 Excitation laser 24 Excitation laser drive circuit 27 Automatic optical output control circuit 44 Input disconnection detection circuit 46 Low pass filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/07 Ｈ０４Ｂ 10/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01S 3/07 H04B 10/08
Claims (4)
イバと、 この希土類添加ファイバにこれを励起するための励起光
を供給する励起光供給手段と、 入力される光信号の強度に応じた電気信号を出力すると
ともに、許容できる光信号の強度が所定値以下の光電変
換手段と、 この光電変換手段に前記希土類添加ファイバの出力光が
入力される状態と入力されない状態のいずれかにこれら
の間の光路を切り換える光路切換手段と、 前記希土類添加ファイバにその増幅の対象となる光信号
が到達しているかどうかを検出する光信号到達検出手段
と、 この光信号到達検出手段の検出結果を基に前記希土類添
加ファイバに光信号が到達していない状態から到達する
状態に変化したときから一定時間の経過を計る計時手段
と、 前記光信号到達検出手段により光信号が到達していない
ことが検出されたとき前記光路切換手段を前記希土類添
加ファイバの出力光が前記光電変換手段に入力されない
状態に設定し、この計時手段により光信号が到達する状
態に変化してから前記一定時間の経過が計られたとき前
記光路切換手段を前記希土類添加ファイバの出力光が前
記光電変換手段に入力される状態に設定する設定光路変
更手段とを具備することを特徴とする光受信回路。1. A rare-earth-doped fiber for amplifying an optical signal, pumping light supply means for supplying the rare-earth-doped fiber with pumping light for exciting the fiber, and electric power corresponding to the intensity of the input optical signal. A photoelectric conversion unit that outputs a signal and has an allowable intensity of an optical signal equal to or lower than a predetermined value; Optical path switching means for switching the optical path, optical signal arrival detection means for detecting whether an optical signal to be amplified reaches the rare earth-doped fiber, and a detection result of the optical signal arrival detection means. A time-measuring means for measuring a lapse of a predetermined time from when the optical signal has changed from a state in which the optical signal has not reached the rare-earth-doped fiber to a state in which the optical signal has reached the optical fiber; When it is detected that the optical signal has not arrived, the optical path switching means is set to a state in which the output light of the rare earth-doped fiber is not input to the photoelectric conversion means, and the optical signal is reached by the timing means. And setting optical path changing means for setting the optical path switching means to a state where output light of the rare-earth-doped fiber is input to the photoelectric conversion means when the elapse of the predetermined time after the change is measured. Optical receiving circuit.
イバと、 この希土類添加ファイバにこれを励起するための励起光
を供給する励起光供給手段と、 入力される光信号の強度に応じた電気信号を出力すると
ともに、許容できる光信号の強度が所定値以下の光電変
換手段と、 この光電変換手段に前記希土類添加ファイバの出力光が
入力される状態と入力されない状態のいずれかにこれら
の間の光路を切り換える光路切換手段と、 前記希土類添加ファイバにその増幅の対象となる光信号
が到達しているかどうかを検出する光信号到達検出手段
と、 この光信号到達検出手段により光信号が到達していない
ことが検出されたとき前記励起光供給手段による希土類
添加ファイバへの励起光の供給を停止させ、光信号到達
検出手段により光信号が到達していることが検出された
とき励起光供給手段による希土類添加ファイバへの励起
光の供給を再開させる励起光供給停止再開手段と、 前記光信号到達検出手段の検出結果を基に前記希土類添
加ファイバに光信号が到達していない状態から到達する
状態に変化したときから一定時間の経過を計る計時手段
と、 前記光信号到達検出手段により光信号が到達していない
ことが検出されたとき前記光路切換手段を前記希土類添
加ファイバの出力光が前記光電変換手段に入力されない
状態に設定し、この計時手段により光信号が到達する状
態に変化してから前記一定時間の経過が計られたとき前
記光路切換手段を前記希土類添加ファイバの出力光が前
記光電変換手段に入力される状態に設定する設定光路変
更手段とを具備することを特徴とする光受信回路。2. A rare earth-doped fiber for amplifying an optical signal, pumping light supply means for supplying the rare-earth-doped fiber with pumping light for exciting the fiber, and electric power corresponding to the intensity of the input optical signal. A photoelectric conversion unit that outputs a signal and has an allowable intensity of an optical signal equal to or lower than a predetermined value; Optical path switching means for switching the optical path, optical signal arrival detection means for detecting whether an optical signal to be amplified reaches the rare-earth-doped fiber, and an optical signal arrival by the optical signal arrival detection means. When it is detected that the light is not present, the supply of the excitation light to the rare-earth-doped fiber by the excitation light supply means is stopped, and the optical signal arrives by the optical signal arrival detection means. Excitation light supply stop / resume means for restarting the supply of excitation light to the rare earth-doped fiber by the excitation light supply means when it is detected that the rare-earth-doped fiber is based on the detection result of the optical signal arrival detection means. A timer means for measuring the elapse of a predetermined time from when the optical signal has changed from a non-arrival state to an arrival state; and the optical path switching when the optical signal arrival detection means detects that the optical signal has not arrived. Means is set so that the output light of the rare-earth-doped fiber is not input to the photoelectric conversion means, and the optical path switching is performed when the elapse of the predetermined time is measured after the time is changed to a state where an optical signal arrives. And a setting optical path changing means for setting the means to a state in which the output light of the rare earth-doped fiber is input to the photoelectric conversion means. Road.
達していることを検出したとき所定電圧の電気信号を出
力し、前記計時手段はこの電気信号の入力された所定の
時定数を有するローパスフィルタであり、前記設定光路
変更手段は、このローパスフィルタの出力電位が一定値
を越えたとき前記希土類添加ファイバの出力光が前記光
電変換手段に入力される状態に前記光路切換手段を設定
することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光
受信回路。3. The optical signal arrival detecting means outputs an electric signal of a predetermined voltage when detecting that the optical signal has arrived, and the time keeping means sets a predetermined time constant to which the electric signal is inputted. Wherein the setting optical path changing means sets the optical path switching means to a state where the output light of the rare earth doped fiber is input to the photoelectric conversion means when the output potential of the low pass filter exceeds a certain value. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein:
記希土類添加ファイバに光信号が入力されたときからそ
の出力光の強度が前記光電変換手段の許容できる光の強
度よりも小さくなるまでに要する時間よりも長いことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の光受信回路。4. A certain period of time measured by said timing means is from when an optical signal is input to said rare-earth-doped fiber until the intensity of output light thereof becomes smaller than the intensity of light that can be tolerated by said photoelectric conversion means. 3. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein the time is longer than a required time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7056876A JP2611683B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical receiving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP7056876A JP2611683B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical receiving circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08256118A true JPH08256118A (en) | 1996-10-01 |
| JP2611683B2 JP2611683B2 (en) | 1997-05-21 |
Family
ID=13039629
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7056876A Expired - Lifetime JP2611683B2 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Optical receiving circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611683B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6373610B1 (en) | 1998-01-14 | 2002-04-16 | Nec Corporation | Optical surge suppressing apparatus |
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1995
- 1995-03-16 JP JP7056876A patent/JP2611683B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611683B2 (en) | 1997-05-21 |
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