CN108604930B - 激励光源装置及光传输系统 - Google Patents

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Abstract

激励光源装置(1)包括：在驱动状态下生成拉曼激励光、在停止状态下停止拉曼激励光的生成的激励光源(11)；控制驱动状态下的拉曼激励光的强度的光源控制部(12)；测定信号光的光电平的光电平测定部(13)；将由光电平测定部(13)测定得到的至少一个测定结果变换成对数值的对数变换部(14)；以及基于停止状态下至少一个测定结果的对数值来决定校正值的主控制部(15)。主控制部(15)使用校正值和预先设定的增益控制目标值来控制光源控制部(12)。

Description

激励光源装置及光传输系统
技术领域
本发明涉及输出使信号光放大的拉曼激励光的激励光源装置及具备该激励光源装置的光传输系统。
背景技术
一般而言，在对进行了波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)的光信号(信号光)进行长距离传输的波分复用光传输系统中，为了延伸中继距离而导入了利用拉曼放大来对光信号进行放大的放大装置(光放大器)。该放大装置通过向传输路径输出拉曼激励光来放大信号光，并且通过对伴随着传输而产生的电平下降进行补偿，从而能够实现中继距离的延伸。此处所说的电平下降是指信号光的光电平(信号光电平)随着传输距离而下降。
光传输系统中的光放大器不仅使信号光放大，还能够进行信号光电平的监视，并基于将增益控制为固定的增益固定控制方式、或者将光电平控制为固定的光电平固定控制方式等控制方式来进行控制。在波分复用光传输系统中，由于需要将波分复用光所包含的每一波长的光电平控制为固定的值，因此，能够提供固定的增益而不依赖于输入信号光的波长的增益固定控制方式被广泛使用。
拉曼放大器与EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier：掺饵光纤放大器)不同，由于它具有能够在不损坏增益的平坦性的情况下通过改变拉曼激励光的强度来使放大增益改变的特征，因此被用作为能够将放大增益设定为任意的值的可变增益的光放大器。
信号光电平的监视一般通过下述方式来进行，即：使用分支型耦合器和PD(PhotoDiode：光电二极管)，对信号光的总计光电平(主信号光电平和噪声光电平的总和)进行监视。信号光电平会因传输路径的损耗、或者光放大增益等而出现放大前后的光电平产生了1000倍左右的变化的情况，从而获得非常广的范围的信号光电平值。因此，一般而言，对于由PD检测出的信号光电平值，使用对数放大器等将其转换成例如以[dBm]为单位的对数值，来进行增益控制。
另一方面，在EDFA和拉曼放大器这样的光放大器中，原理上，伴随着光放大会产生自然辐射光噪声。在进行光放大控制的情况下，不论上述噪声光的产生量如何，都需要高精度地检测出信号光内的主信号光的光电平，并且进行基于该检测结果的光放大。若基于包含有噪声光分量的信号光电平(主信号光电平和噪声光电平的总和)进行光放大控制，则有可能发生传输错误。
例如，在主信号光的电平较低、且噪声光电平较高的情况下，若视为应传输的主信号光电平已被充分放大，并将该信号光传输给下游站，则在下游站无法确保接收主信号所需的光电平，从而有可能发生传输错误或阻碍中继距离扩大。
为了解决这种问题，公开了下述掺稀土光纤放大器，该掺稀土光纤放大器存储光信号所包含的噪声分量的光电平，通过从光信号的总计光电平中将其减去来计算出仅具有光信号中所包含的主信号分量的光电平(例如，参照专利文献1)。
然而，在用对数值[dBm]来处理光电平的情况下，为了进行噪声光校正，需要从总计光电平[dBm]中减去预先测定得到的噪声光电平[dBm](或者[mW])。该情况下，例如需要通过对以[dBm]等为单位的对数值进行反对数变换，计算出以[mW]等为单位的线性值，从而减去噪声光电平部分，并对以[dBm]等为单位的值再次进行对数变换。为了进行这种处理，需要进行对数变换等运算，因此需要处理能力较高的昂贵的控制设备。
为了简化对数变换等运算，存在使用存储了与输入光电平(或者输出光电平)相对应的噪声光电平的参照表格，来从总计光电平中减去噪声光电平的方法，但在将增益设定为任意值来加以运用的拉曼放大器中，由于产生的噪声光电平会因增益的值而变化，因此，需要使用分别与输入光电平(或者输出光电平)和拉曼增益相对应的参照表格。在该方法中，拉曼放大器内需要大容量的数据库。并且，即使是具备这种大容量的数据库的拉曼放大器，也存在下述问题，即：需要进行从数据库(参照表格)中选择最优值的复杂的处理。
在专利文献2中，公开了进行上述噪声光的影响被校正后的增益控制的光放大器。该光放大器中，在光通信系统运用前，在信号光没有被传输至传输路径的状态下将拉曼激励光输出至传输路径，并对输出至传输路径的激励光的强度和噪声光电平的相关关系进行测定。在光通信系统运用时，该光放大器基于预先测定得到的激励光强度与噪声光电平的相关关系来获取运用时的噪声光电平，并进行噪声光的影响被校正后的增益控制。
然而，在专利文献2所记载的光放大器中，由于需要在信号光没有被传输至传输路径的状态下将拉曼激励光输出至传输路径，因此，在信号光被传输至传输路径时，必须要进行强制切断信号光的接收的处理，从而存在光放大器的启动处理较为复杂的问题。并且，在专利文献2所记载的光放大器中，需要测定激励光强度和噪声光发生量的相关关系，存在需要进行复杂的控制的问题。并且，在以对数值[dBm]处理光电平的情况下，为了进行噪声光校正，需要从由拉曼激励光放大后的光电平[dBm]中减去预先测定得到的噪声光电平[dBm]，因此，需要用于进行对数变换等运算的处理能力较高的昂贵的控制设备。
专利文献3中公开了下述光放大器，该光放大器进行噪声光的影响被校正后的增益控制，而无需进行光放大器中复杂的启动处理、或者激励光强度与噪声光发生量的相关关系的测定处理等复杂的处理。该光放大器具备用于分离噪声光的一部分的波长滤波器、以及用于测定分离后的光的测定部，根据测定得到的噪声光的一部分的光电平来计算噪声光整体的光电平，并进行考虑了噪声光的影响的增益控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11－112434号公报
专利文献2：日本专利特开2004－287307号公报
专利文献3：国际公开第2013/077434号
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献3所记载的光放大器中，需要专用的波长滤波器和测定部，存在将会造成光放大器的大型化和高成本化的问题。并且，由波长滤波器及测定部检测的噪声光中包含了从上游站传输来的噪声光，因此，在从上游站传输来的信号光电平中包含有噪声光电平的情况下，存在噪声光电平的计算有可能会产生误差的问题。此外，与专利文献2同样地，在以对数值[dBm]处理光电平的情况下，为了进行噪声光校正，需要从由拉曼激励光放大后的光电平[dBm]中减去预先测定得到的噪声光电平[dBm]，因此，存在需要用于进行对数变换等运算的处理能力较高的昂贵的控制设备的问题。
因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种激励光源装置及光传输系统，能够通过简易的结构来进行考虑了伴随拉曼放大而产生的噪声光的影响的增益控制。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的激励光源装置将放大信号光的拉曼激励光输出至传输所述信号光的传输路径，该激励光源装置的特征在于，包括：激励光源，该激励光源在驱动状态下生成所述拉曼激励光，在停止状态下停止所述拉曼激励光的生成；光源控制部，该光源控制部对所述驱动状态下的所述拉曼激励光的强度进行控制；光电平测定部，该光电平测定部对输入到所述激励光源装置的所述信号光的光电平进行测定；对数变换部，该对数变换部将由所述光电平测定部测定得到的至少一个测定结果变换成对数值；以及主控制部，该主控制部基于所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值来决定校正值，所述主控制部使用所述校正值和预先设定的增益控制目标值来控制所述光源控制部。
本发明的光传输系统具备传输信号光的传输路径、以及将放大所述信号光的拉曼激励光输出至所述传输路径的激励光源装置，其特征在于，所述激励光源装置包括：激励光源，该激励光源在驱动状态下生成所述拉曼激励光，在停止状态下停止所述拉曼激励光的生成；光源控制部，该光源控制部对所述驱动状态下的所述拉曼激励光的强度进行控制；光电平测定部，该光电平测定部对输入到所述激励光源装置的所述信号光的光电平进行测定；对数变换部，该对数变换部将由所述光电平测定部测定得到的至少一个测定结果变换成对数值；以及主控制部，该主控制部基于所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值来决定校正值，所述主控制部使用所述校正值和预先设定的增益控制目标值来控制所述光源控制部。
发明效果
根据本发明，能够通过简易的结构来进行考虑了伴随拉曼放大而产生的噪声光的影响的增益控制。
附图说明
图1是简要示出包含本发明实施方式1所涉及的激励光源装置的光传输系统的结构例的框图。
图2是表示参照表格的一个示例的图。
图3是表示激励光源装置所进行的增益控制的一个示例的流程图。
图4是表示将非激励状态下的输入光电平(Pin)设定为固定的值、并使拉曼增益(Gain)改变的情况下的各种实验数据的图。
图5是表示图4所示的拉曼增益(Gain)与图4所示的校正值的关系的图。
图6是表示将拉曼增益(Gain)设定为固定的值、并使非激励状态下的输入光电平(Pin)改变的情况下的各种实验数据的图。
图7是表示图6所示的非激励状态下的输入光电平和图6中的表的第五行的校正值的关系的图。
图8是简要示出包含实施方式2所涉及的激励光源装置的光传输系统的结构例的框图。
图9是表示激励光源装置所进行的增益控制的一个示例的流程图。
图10是简要示出包含实施方式3所涉及的激励光源装置的光传输系统的结构例的框图。
图11是表示激励光源装置所进行的增益控制的一个示例的流程图。
图12是简要示出包含本发明实施方式4所涉及的激励光源装置的光传输系统的结构例的框图。
图13是表示变形例所涉及的激励光源装置中的主控制部的结构的框图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是简要示出包含本发明实施方式1所涉及的激励光源装置1的光传输系统100的结构例的框图。光传输系统100具有激励光源装置1和传输路径20。
图1所示的激励光源装置1具有激励光源11、光源控制部12、光电平测定部13、对数变换部14、主控制部15、合波器18以及分支器19。本实施方式中，激励光源装置1是拉曼放大器。
合波器18和分支器19通过传输路径20相互连接。本实施方式中，传输路径20是光纤。然而，也可以是光纤以外的光传输路径。
激励光源装置1还具有端口21和端口22。在传输路径20上流动的信号光从激励光源装置1的端口21被输入(接收)，从端口22被输出。
激励光源装置1将由激励光源11生成的拉曼激励光(也称为“激励光”)输出至传输信号光的传输路径20。从激励光源11输出的激励光从端口21输出至激励光源装置1的外部(例如，传输路径20)。
接着，对激励光源装置1的各结构要素进行说明。
激励光源11生成使传输路径20上的信号光放大的激励光。激励光源11在激励光源11的驱动状态(激励状态)下生成激励光，在激励光源11的停止状态(非激励状态)下停止激励光的生成。由激励光放大的信号光包含主信号光和噪声光。
光源控制部12基于主控制部15(例如，增益控制部17)的控制，来对由驱动状态下的激励光源11生成的激励光的强度(激励光强度)进行控制。光源控制部12例如能够使用FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)来实现。光源控制部12通过控制提供给激励光源11的电流来控制激励光强度，并对电流进行控制以使得在生成激励光的期间激励光强度维持为固定。
合波器18对从两个系统输入的光(例如，拉曼激励光及信号光)进行合波。
分支器19使输入到激励光源装置1的信号光(输入信号光)的一部分分支，并将信号光向两个系统输出。
光电平测定部13对输入到激励光源装置1的信号光的光电平(也称为“输入光电平”)进行测定。在激励光源11的驱动状态下由光电平测定部13测定的信号光包含主信号光和噪声光。
对数变换部14将由光电平测定部13测定得到的光电平等中的至少一个测定结果变换成对数值。由对数变换部14生成的对数值被发送至主控制部15(例如，噪声校正部16)。对数变换部14也可以将由光电平测定部13测定得到的多个测定结果的各个测定结果变换成对数值。
主控制部15具有噪声校正部16和增益控制部17。主控制部15基于在激励光源11的停止状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果的对数值来决定校正值(噪声校正值)，并使用所决定的校正值和预先设定的增益控制目标值G0来控制光源控制部12。增益控制目标值G0优选为不包含极端小的范围且不是极端广的范围。具体而言，优选为4dB以上16dB以下的范围。
本实施方式中，将在激励光源11的驱动状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果称为“驱动状态下的测定结果”。并且，将在激励光源11的停止状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果称为“停止状态下的测定结果”。
主控制部15中，用于计算校正光电平值的噪声光校正由噪声校正部16来进行。
图2是表示参照表格161的一个示例的图。
噪声校正部16具有参照表格161。参照表格161是用于决定校正值(噪声校正值)的表格，该校正值用于对增益控制中因拉曼放大而产生的噪声光的影响进行校正。具体而言，参照表格161中存储有与激励光源11的停止状态下的测定结果的对数值相对应的校正值。参照表格161不限于图2所示的示例，只要在不脱离作为参照表格的功能的范围内即可，可使用各种参照表格。
参照表格161的第一行的栏示出Pin(off)(＝Pn；n为1以上的整数)，它的单位是[dBm]，Pin表示用对数值来表示的非激励状态下的输入光电平。参照表格161的第2行的栏示出与Pin(off)相对应的校正值(校正系数)An(n为1以上的整数)，它的单位是[dB]。
存储于参照表格161的校正值是预先确定的值。校正值如后述那样，例如可使用光功率计测定得到的测定值、以及用光频谱分析仪测定得到的测定值来计算。
噪声校正部16在增益控制中对因拉曼放大而产生的噪声光的影响进行校正。具体而言，噪声校正部16在增益控制中，通过从激励光源11的驱动状态下的测定结果的对数值中减去校正值来计算出校正光电平值。
主控制部15中，对光源控制部12的控制由增益控制部17来进行。
增益控制部17使用基于停止状态下的测定结果的对数值的校正值、以及增益控制目标值G0来控制光源控制部12。具体而言，增益控制部17通过从驱动状态下的测定结果的对数值中减去校正值来计算出校正光电平值。并且，增益控制部17对光源控制部12进行控制，以使得校正光电平值与驱动状态下的测定结果的对数值的差分接近增益控制目标值G0。
校正光电平值与停止状态下的测定结果的对数值的差分表示激励光源装置1中当前时刻的拉曼增益G1。增益控制目标值G0是由在激励光源11的停止状态下输入到激励光源装置1的主信号光的光电平、与在激励光源11的驱动状态下输入到激励光源装置1的主信号光的光电平的比来表示的拉曼增益的控制目标值。本实施方式中，任意的增益控制目标值G0预先设定于激励光源装置1。因此，光源控制部12以使拉曼增益G1接近增益控制目标值G0的方式生成激励光。然而，在激励光源装置1的动作中也可以变更增益控制目标值G0。
拉曼增益G1在主控制部15中由增益控制部17来计算。本实施方式中，拉曼增益G1不是由输入光电平和输出光电平的比表示的一般的增益，而是由非激励状态下的输入光电平与激励状态下的输入光电平的比来表示。即，本实施方式中，拉曼增益G1表示主信号光因传输路径20中产生的拉曼放大效果而受到的增益。
接着，参照图3对激励光源装置1所进行的增益控制的动作进行说明。
图3是表示激励光源装置1所进行的增益控制的一个示例的流程图。
本实施方式中，在从激励光源装置1的端口21接收到信号光的期间，始终执行图3所示的处理。然而，也可以在任意的时刻停止图3所示的处理。
在步骤ST1中，光电平测定部13在激励光源11的停止状态(非激励状态)下测定输入信号光的光电平。
在步骤ST1中，测定得到的光电平的信息(第1测定结果)由对数变换部14变换为对数值Pin(off)(第1测定结果的对数值)，变换后的值Pin(off)被传输给主控制部15的噪声校正部16和增益控制部17。主控制部15从对数变换部14获取Pin(off)。本实施方式中，将非激励状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果(输入信号光的光电平)的对数值称为“Pin(off)”。Pin(off)优选为不包含极端小的范围。具体而言，Pin(off)优选为是－35.00dBm以上的范围。并且，Pin(off)更优选为是－31.00dBm以上的范围。
在步骤ST2中，主控制部15的噪声校正部16参照参照表格161，基于传输来的Pin(off)来决定校正值。具体而言，噪声校正部16从参照表格161中所存储的多个Pin(off)内决定与传输来的Pin(off)相对应的校正值。在传输来的Pin(off)没有存储在参照表格161中的情况下，可以从参照表格161中所存储的多个Pin(off)内，决定与最为接近的值相对应的校正值。
在步骤ST3中，增益控制部17控制光源控制部12以生成激励光，光源控制部12将激励光源11的激励光强度提升到指定的值为止。但激励光源11的驱动开始也可以通过其他的要素(例如，主控制部15)来控制。
在步骤ST4中，光电平测定部13在激励光源11的驱动状态(激励状态)下测定输入信号光的光电平。
测定得到的激励状态下的光电平的信息(第2测定结果)由对数变换部14变换成对数值Pin(on)(第2测定结果的对数值)，变换后的值Pin(on)被传输给噪声校正部16。主控制部15从对数变换部14获取Pin(on)。本实施方式中，将激励状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果(输入信号光的光电平)的对数值称为“Pin(on)”。
在步骤ST5中，噪声校正部16通过从步骤ST4中传输来的Pin(on)中减去步骤ST2中所决定的校正值，来计算出校正光电平值Pin(on)’(第1校正光电平值)。计算得到的Pin(on)’被传输给增益控制部17。
步骤ST6中，主控制部15的增益控制部17通过步骤ST5中传输来的Pin(on)’与步骤ST1中传输来的Pin(off)的差分(Pin(on)’－Pin(off))，来计算出激励光源装置1中当前时刻的拉曼增益G1，并对计算得到的拉曼增益G1与增益控制目标值G0进行比较。
在该步骤ST6中，在增益控制部17判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1不一致的情况下(步骤ST6中为“否”)，处理转移至步骤ST7。
在步骤ST7中，增益控制部17根据增益控制目标值G0与拉曼增益G1的差分，控制光源控制部12，来使激励光源11的激励光强度变化。激励光强度的变化量可指定任意的值，但优选为增益控制部17以使Pin(on)’与Pin(off)的差分(即，拉曼增益G1)接近增益控制目标值G0的方式来控制光源控制部12。由此，能够尽早完成增益控制。
在步骤ST7之后，处理转移至步骤ST4，并进行上述的处理。
另一方面，在步骤ST6中，在判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1相一致的情况下(步骤ST6中为“是”)，图3所示的增益控制的流程结束。
如上所述，在步骤ST6中，判定增益控制目标值G0与拉曼增益G1是否一致。但并不限于该判定方法，也可以将视为一致的差分的范围设定为判定条件，在增益控制目标值G0与拉曼增益G1的差分处于该判定条件的范围内时，判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1一致。
如上所述，在步骤ST6中，在判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1相一致的情况下，增益控制结束。但并不限于该方法，可以周期性地监视增益控制目标值G0与拉曼增益G1的差分，光源控制部12也可以持续控制激励光强度。该情况下，前提是非激励状态下的输入光电平Pin(off)不会因波长的增减、传输路径20的状态的变动等而变化。
如上所述，在步骤ST6中，在判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1相一致的情况下，增益控制结束。但并不限于该方法，也可以设定增益控制的试行次数或试行时间的限制值，在超过限制值的情况下结束增益控制。
在步骤ST6中，在判定为增益控制目标值G0与拉曼增益G1相一致的情况下，增益控制部17可以存储光源控制部12的控制信息，并根据所存储的控制信息来继续光源控制部12的控制。这里，增益控制部17存储的控制信息及增益控制部17的控制对象可以是激励光源11的激励光强度或电流值的任一方，但优选为将激励光强度作为控制对象。在传输路径20不发生弯曲等损耗变动的范围内，只要输入传输路径20的激励光强度固定，则无论输入信号的波长如何，拉曼增益也为固定的值(但下述情况除外，即：激励状态下的输入光电平成为与激励光强度相同的程度)。
接着，对下述情况进行说明，即：在激励光源装置1中，使用不取决于拉曼增益、且仅取决于非激励状态下的输入光电平的校正值(由对数值来表示的校正值)，由此能够通过简单的结构来进行噪声光校正。
由于表示因拉曼放大而产生的噪声光的光电平的噪声光电平(Pase)与拉曼增益(Gain)成正比，因此，使用常数(K)，并通过下述的式(1)来表示。
Pase[W]＝Gain[W/W]×K[W] (1)
另一方面，由于通过拉曼放大而放大得到的主信号光的光电平(Psig)与Gain和非激励状态下的输入信号光的光电平(Pin)成正比，因此，通过下式(2)来表示。
Psig[W]＝Gain[W/W]×Pin[W] (2)
这里，Psig设为不包含因拉曼放大而产生的噪声光分量的光电平。
由于表示激励状态下由光电平测定部13测定的信号光的光电平的总计光电平(Ptotal)是Pase与Psig的总和，因此，通过下式(3)来表示。
Ptotal[W]＝Psig[W]+Pase[W]
＝Gain[W/W](Pin[W]+K[W]) (3)
若将式(3)变换为对数值，则得到下式(4)。
Ptotal_dBm[dBm]
＝10log{Gain[W/W](Pin[W]+K[W])}
＝10log(Gain[W/W])+10log(Pin[W]+K[W])
＝Gain＿dB[dB]+Pin＿dBm[dBm]+10log(1+K[W]/Pin[W])
＝Psig＿dBm[dBm]+10log(1+K[W]/Pin[W]) (4)
这里，用于进行噪声光校正的校正值An是通过将Ptotal变换为对数值来表示的总计光电平(Ptotal_dBm)与通过将Psig变换为对数值来表示的光电平(Psig_dBm)的比率(差分)，根据式(4)，通过下式(5)来表示。
An[dB]＝10log(1+K[W]/Pin[W]) (5)
根据式(5)可知，用于进行噪声光校正的校正值An是仅取决于Pin，而不取决于Gain的值。由于校正值An是利用对数值来表示的比率，因此，在使用以[dBm]等为单位的对数值来处理光电平的情况下，主控制部15中不需要进行对数变换等处理，主控制部15能够通过减法运算等简单的运算来进行噪声光校正。
实施方式1中，着眼于该现象，使用仅取决于非激励状态下的输入光电平、且不取决于拉曼增益的校正值来进行噪声光校正，因此，能够进行高精度的增益控制。例如，即使使增益控制目标值G0从6dB变化到15dB，只要非激励状态下的输入光电平固定，则通过从激励状态下的输入光电平中减去相同的校正值，就能够进行考虑到了噪声光的影响的增益控制。
接着，对校正值An的具体获取方法进行说明。
如上所述，校正值An是表示Ptotal与Psig的比率的值。因此，校正值An能够通过测定Ptotal和Psig来获取。
首先，对Ptotal的测定方法进行说明。测定中，使用输入光源、任意的传输路径纤维(例如，光纤)、激励光源装置、分支器以及光功率计。
对Ptotal的测定的结构进行说明。将传输路径纤维的一个端部连接至输入光源。经由分支器将传输路径纤维的另一个端部连接至激励光源装置和光功率计。关于分支器的分支比率，为了避免拉曼激励光的衰减，优选为增大激励光源装置侧的分支比。
接着，对Ptotal的测定步骤进行说明。
输入光源将任意的波长及光电平的信号光输入到传输路径纤维。激励光源装置将任意的强度的拉曼激励光输入到传输路径纤维，产生拉曼放大。在该状态下，通过测定光功率计所显示的光电平，能够获得Ptotal。另外，在使拉曼激励光停止的状态下，通过测定光功率计所显示的光电平，能够获得Pin。
接着，对Psig的测定方法进行说明。
Psig的测定方法与Ptotal的测定方法的不同仅在于在光电平的测定中使用光频谱分析仪来取代光功率计这一点。
基于与Ptotal测定相同的结构及步骤，使用输入光源将任意的波长和光电平的信号光输入到传输路径纤维，使用激励光源装置将任意的强度的拉曼激励光输入到传输路径纤维，由此来产生拉曼放大。在该状态下，通过获取光频谱分析仪所显示的信号光的峰值功率，从而能够获得Psig。
另外，Ptotal和Psig的测定所使用的传输路径纤维的种类可以是任意的，但传输路径纤维的长度相对于激励光强度需为足够的值(拉曼放大的有效长度以上)。
此外，在测定时输入到传输路径纤维的拉曼激励光的强度并没有特别的限定，但优选设为成为激励光源装置1实际运用中所使用的拉曼增益范围的中心那样的强度。此外，为了进一步提高精度，对于Ptotal和Psig的测定，优选为不仅仅是某一点的拉曼激励光强度(拉曼增益)，而是进行多点的测定，并取它们的平均值。
接着，对获取与Pin对应的校正值An的方法进行说明。
根据上式(5)，通过计算常数值K，从而能够获取与Pin相对应的校正值An。
对常数值K的计算方法进行说明。
若对式(5)进行改写，则得到下式(6)。
K[W]＝Pin[W](10An[dB]/10－1) (6)
根据传输路径纤维上的某一个部位所测定得到的Pin，计算出校正值An，由此能够根据式(6)计算出常数值K的值。即，通过将实测得出的Pin和校正值An代入式(6)，能够计算出常数值K的值。基于实测得到的校正值An例如可通过使用光功率计测定得到的Ptotal和使用光频谱分析仪测定得到的Psig的差分(Ptotal-Psig)来计算。
并且，通过将计算出的常数值K代入式(5)，能够计算出与任意的Pin相对应的校正值An。
接着，使用实测结果对噪声校正成立的拉曼增益(Gain)的范围进行说明。
图4是表示将非激励状态下的输入光电平(Pin)设定为固定的值、并使拉曼增益(Gain)改变的情况下的各种实验数据(用对数值来表示的数据)的图。
图4中的表的第一行所示的非激励状态下的输入光电平(Pin[dBm])基于光功率计测定得到的值。如图4所示，本测定通过将非激励状态下的输入光电平固定在－28.44dBm来实施。
图4中的表的第2行所示的拉曼增益(Gain[dB])设定为成为1.11dB与16.69dB之间的范围。如上所述，Gain[dB]是Pin与Psig的比(差分)。
图4中的表的第三行所示的总计光电平(Ptotal[dBm])基于光功率计测定得到的值。如上所述，Ptotal是Pase与Psig的总和。
图4中的表的第四行所示的Psig[dBm]是由光频谱分析仪测定得到的值，表示通过拉曼放大进行放大后的主信号光的光电平。
图4中的表的第五行所示的校正值[dB]是根据测定值Ptotal[dBm]与测定值Psig[dBm]的差分计算得到的值，表示Ptotal[dBm]与Psig[dBm]的比率。
图4中的表的第六行示出了校正光电平值(Ptotal’[dBm])。具体而言，Ptotal’是从测定值Ptotal[dBm]减去图4中的表的第五行所示的多个校正值(与Gain[dB]＝1.11,2.04,2.92,3.92相对应的校正值除外)的平均值Aave＝0.67[dB]而计算得到的值。即，计算得到的Ptotal’表示放大后的主信号光的光电平的近似值。
图4中的第七行所示的误差E[dB]是根据Ptotal’[dBm]与Psig[dBm]的差分计算得到的值。如图4所示，在3.92dB≤Gain≤16.69dB的情况下，－0.13dB≤E≤0.06dB。因此，在3.92dB≤Gain≤16.69dB的情况下，近似值Ptotal’与测定值Psig的误差较小，这表示近似值Ptotal’是有效的。此外，如图4所示，在5.09dB≤Gain≤16.69dB的情况下，－0.10dB≤E≤0.06dB。因此，在5.09dB≤Gain≤16.69dB的情况下，误差E的范围收敛于±0.10dB的范围内，近似值Ptotal’与测定值Psig的误差非常小，这表示近似值Ptotal’更为有效。
图5是表示图4所示的拉曼增益(Gain[dB])与图4所示的校正值[dB]的关系的图。图5所示的虚线L1表示图4所示的5.09dB≤Gain≤16.69dB时的校正值的平均值Aave＝0.67dB。
如图5所示，除了拉曼增益较小的情况之外，校正值并不取决于拉曼增益的大小。校正值如后述那样仅取决于Pin。
如图4和图5所示，除了拉曼增益较小的情况(例如，1.11dB≤Gain≤2.92dB)之外，在－0.13dB≤E≤0.06dB的误差范围内，可计算出近似值Ptotal’。即，激励光源装置1能够在3.92dB≤Gain的范围内，以－0.13dB≤E≤0.06dB的精度进行噪声光校正(近似值Ptotal’的计算)。并且，激励光源装置1能够在5.09dB≤Gain的范围内，在－0.10dB≤E≤0.06dB的误差范围内，计算出近似值Ptotal’。即，激励光源装置1能够在5.09dB≤Gain的范围内，以±0.10dB的精度进行噪声光校正(近似值Ptotal’的计算)。
本实施方式所涉及的激励光源装置1中，除了拉曼增益较小的情况以外能够以高精度进行噪声光校正的理由在于，式(1)是关于在传输路径20的长边方向进行分布性放大的拉曼放大的增益的近似式。具体而言，是因为式(1)在拉曼增益较小的情况下不严格成立，而在拉曼增益为某一固定的值以上时成立。
接着，使用实测结果来对噪声校正(放大后的主信号光的光电平的近似)成立的Pin的范围进行说明。
图6是表示将拉曼增益(Gain)设定为固定的值(约10dB)、并使非激励状态下的输入光电平(Pin)改变的情况下的各种实验数据的图。图6所示的数据中，除常数值K之外均由对数值来表示。
图6中的表的第一行所示的非激励状态下的输入光电平(Pin[dBm])基于使用光功率计测定得到的值。如图6所示，本测定通过使Pin在－17dBm到－39dBm之间的范围内变化来实施。
图6中的表的第二行所示的拉曼增益(Gain[dB])被设定为约10dB。如上所述，拉曼增益(Gain[dB])是Pin与通过拉曼放大进行放大后的主信号光的光电平(Psig)的比(差分)。
图6中的表的第四行所示的总计光电平(Ptotal[dBm])基于光功率计测定得到的值。如上所述，Ptotal是表示因拉曼放大而产生的噪声光的光电平的噪声光电平(Pase)与Psig的总和。
图6中的表的第三行所示的Psig[dBm]通过光频谱分析仪来测定，表示通过拉曼放大进行放大后的主信号光的光电平。
图6中的表的第五行所示的校正值A1[dB]是根据测定值Ptotal[dBm]与测定值Psig[dBm]的差分计算得到的值，表示Ptotal[dBm]与Psig[dBm]的比率。如图6所示，Pin[dBm]越小，则校正值A1[dB]越大。
图6中的表的第六行所示的常数值K[W]是通过将Pin[W]和校正值A1[dB]代入式(6)而计算得到的值。如图6所示，除Pin[dBm]较小的情况(例如，－33.00dBm≤Pin≤－39.00dBm)以外，常数值K[W]基本为固定的值。
图6中的表的第七行所示的校正值A2[dB]是根据式(5)计算出的值。该计算所使用的常数值K[W]是表的第六行所示的多个常数值K(除与Pin[dBm]＝-33.00,-35.00,-37.00,及-39.00相对应的常数值K之外)的平均值Kave＝4.22×10-4[W]。
图6中的表的第八行所示的Ptotal’[dBm]是从测定值Ptotal[dBm]减去图6的表的第七行所示的校正值A2[dB]而计算得到的值。即，计算得到的Ptotal’[dBm]表示放大后的主信号光的光电平的近似值。
图6中的表的第九行所示的误差E[dB]是根据Ptotal’[dBm]与Psig[dBm]的差分计算得到的值。如图6所示，在－35.00dBm≤Pin的情况下，－0.75dB≤E≤0.01dB。因此，在－35.00dBm≤Pin的情况下，近似值Ptotal’与测定值Psig的误差较小，这表示近似值Ptotal’是有效的。并且，如图6所示，在－31.00dBm≤Pin的情况下，－0.07dB≤E≤0.01dB。因此，在－31.00dBm≤Pin的情况下，误差E的范围收敛于±0.10dB的范围内，近似值Ptotal’与测定值Psig的误差非常小，这表示近似值Ptotal’更为有效。
图7是表示图6所示的非激励状态下的输入光电平(Pin[dBm])和图6中的表的第五行的校正值A1[dB]的关系的图。图7所示的虚线L2表示基于图6中的表的第七行所示的校正值A2[dB]的近似曲线。
如图7所示，虚线L2(即，校正值A2[dB])在－35.00≤Pin的范围内与校正值A1[dB]的差较小。因此，这表示在－35.00≤Pin的范围内，即使在使用了常数值K的平均值Kave的情况下，也能够以高精度计算出校正值A2[dB]。并且，校正值A2[dB]在－31.00≤Pin的范围内与校正值A1[dB]的差更小。因此，这表示在－31.00≤Pin的范围内，即使在使用了常数值K的平均值Kave的情况下，也能够以更高精度计算出校正值A2[dB]。
因此，这表示除了Pin[dBm]非常小的情况(例如，Pin≤－37.00)以外，激励光源装置1能够以高精度进行噪声光校正(例如，校正值A2[dB]和Ptotal’[dBm]的计算)。
并且，这表示除了Pin[dBm]较小的情况(例如，Pin≤－33.00)以外，激励光源装置1能够以非常高的精度进行噪声光校正(例如，校正值A2[dB]和Ptotal’[dBm])。
本实施方式所涉及的激励光源装置1中，能够以高精度进行噪声光校正的理由在于，只要Pin[dBm]是某一程度的大小(例如，-35.00≤Pin)，就能够以高精度进行校正值A2[dB]的计算。另一方面，在Pin[dBm]较小的情况下(例如，Pin≤-37.00)，由于式(5)中所使用的值Pin[W]非常小，因此，校正值A2[dB]的计算结果会因光电平测定部13b的一点点测量误差而大幅变化，从而导致误差变大。
常数值K如式(1)所示，也可根据Gain与Pase的相关关系来计算。使用由式(1)计算出的常数值K和式(5)，也可以获得与非激励状态下的输入光电平相对应的校正值。
校正值也可以通过下述方式获得，即：不计算常数值K，而通过使非激励状态下的输入光电平在预先确定的范围内精细地进行变化，由此来获得与非激励状态下的输入光电平相对应的校正值。
本实施方式所涉及的激励光源装置1使用光纤的非线性光学效果即受激拉曼散射来进行信号光的放大。具体而言，激励光源装置1利用下述现象，即：若通过传输路径的信号光的总功率超过特定的阈值，则从信号光向100nm左右长度的波长一侧产生受激拉曼散射光(自发辐射光噪声)。
如上所述，根据实施方式1所涉及的激励光源装置1和具有该激励光源装置1的光传输系统100，由于使用由对数值来表示的校正值来进行噪声校正(校正光电平值的计算)，因此能够通过简单的结构来进行考虑了伴随拉曼放大而产生的噪声光的影响的增益控制。例如，激励光源装置1不需要在主控制部15中进行对数变换等处理，主控制部15通过减法运算等简单的运算就能够进行噪声光校正。
其结果是，未必需要处理性能较高的昂贵的控制设备，就能够实现激励光源装置1的小型化和低成本化。
实施方式2.
实施方式2所涉及的激励光源装置2与实施方式1所涉及的激励光源装置1的不同点在于主控制部215不具有噪声校正部16，其他点彼此相同。但是参照表格161设置于主控制部215的增益控制部217。
关于实施方式2所涉及的激励光源装置2的结构和动作，以与实施方式1所涉及的激励光源装置1的结构和动作的不同点为主进行说明。
图8是简要示出包含实施方式2所涉及的激励光源装置2的光传输系统200的结构例的框图。光传输系统200具有激励光源装置2和传输路径20。
激励光源装置2具有激励光源11、光源控制部12、光电平测定部13、对数变换部14、主控制部215、合波器18、分支器19、端口21及端口22。
主控制部215具有增益控制部217。增益控制部217具有参照表格161。主控制部215的结构不限于图8所示的示例。例如，主控制部215也可以在增益控制部217的外部具有存储参照表格161的存储部。
主控制部215基于在激励光源11的停止状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果的对数值来决定校正值(噪声校正值)，并使用所决定的校正值和预先设定的增益控制目标值G0来控制光源控制部12。然而，在本实施方式中，如后述那样，将增益控制目标值从增益控制目标值G0变更为校正增益目标值G2。
增益控制部217在增益控制中对因拉曼放大而产生的噪声光的影响进行校正。具体而言，增益控制部217在增益控制中，通过将校正值与预先设定的增益控制目标值G0相加来计算出校正增益目标值G2，并将该校正增益目标值G2设定作为新的增益控制目标值。
增益控制部217控制光源控制部12，以使得后述的拉曼增益G3接近校正增益目标值G2。
接着，参照图9对激励光源装置2所进行的增益控制的动作进行说明。
图9是表示激励光源装置2所进行的增益控制的一个示例的流程图。
本实施方式中，在从激励光源装置2的端口21接收到信号光的期间，始终执行图9所示的处理。然而，也可以在任意的时刻停止图9所示的处理。
在步骤ST11中，光电平测定部13在激励光源11的停止状态(非激励状态)下测定输入光电平。
在步骤ST11中，测定得到的输入光电平的信息由对数变换部14变换为对数值(Pin(off))，变换后的值被传输至主控制部215的增益控制部217。
在步骤ST12中，主控制部215的增益控制部217参照参照表格161，基于传输来的值来决定校正值。具体而言，增益控制部217从参照表格161所存储的多个输入光电平(Pin(off))内决定与传输来的值相一致的输入光电平所对应的校正值。在传输来的值没有存储在参照表格161中的情况下，可以从参照表格161中所存储的多个输入光电平内，决定与最为接近的值相对应的校正值。
在步骤ST13中，增益控制部217通过将步骤ST12中所决定的校正值与预先设定的增益控制目标值G0相加来计算出校正增益目标值G2，并将该校正增益目标值G2设定作为新的增益控制目标值。即，增益控制部217将对于激励光强度的控制目标值从增益控制目标值G0变更为校正增益目标值G2。
在步骤ST14中，增益控制部217控制光源控制部12以生成激励光，光源控制部12将激励光源11的激励光强度提升到指定的值为止。
在步骤ST15中，光电平测定部13在激励光源11的驱动状态(激励状态)下测定输入信号光的光电平。测定得到的激励状态下的光电平的信息由对数变换部14变换为对数值(Pin(on))，变换后的值被传输至增益控制部217。主控制部215从对数变换部14获取Pin(on)。
步骤ST16中，主控制部215的增益控制部217利用步骤ST15中传输来的Pin(on)与步骤ST11中传输来的Pin(off)的差分(Pin(on)－Pin(off))，来计算出激励光源装置2中当前时刻的拉曼增益G3，并对计算得到的拉曼增益G3与校正增益目标值G2进行比较。本实施方式中，拉曼增益G3由非激励状态下的输入光电平与激励状态下的包含噪声光的信号光的输入光电平的比来表示。因此，拉曼增益G3与利用Pin(off)和Pin(on)’计算得到的拉曼增益G1不同。
在该步骤ST16中，在增益控制部217判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3不一致的情况下(步骤ST16中为“否”)，处理转移至步骤ST17。
在步骤ST17中，增益控制部217根据校正增益目标值G2与拉曼增益G3的差分，控制光源控制部12，并使激励光源11的激励光强度变化。激励光强度的变化量可指定任意的值，但优选为增益控制部217以使Pin(on)与Pin(off)的差分(即，拉曼增益G3)接近校正增益目标值G2的方式来控制光源控制部12。由此，能够尽早完成增益控制。
在步骤ST17之后，处理转移至步骤ST15，进行上述的处理。
另一方面，在步骤ST16中，在判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3相一致的情况下(步骤ST16中为“是”)，图9所示的增益控制的流程结束。
如上所述，在步骤ST16中，判定校正增益目标值G2与拉曼增益G3是否一致。但并不限于该判定方法，也可以将视为一致的差分的范围设定为判定条件，并在校正增益目标值G2与拉曼增益G3的差分处于该判定条件的范围内时，判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3一致。
如上所述，在步骤ST16中，在判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3相一致的情况下，增益控制结束。但并不限于该方法，也可以不论判定结果如何，都周期性地测定光电平，且光源控制部12继续控制激励光强度。该情况下，前提是非激励状态下的输入光电平不会因波长的增减、传输路径20的状态的变动等而变化。
如上所述，在步骤ST16中，在判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3相一致的情况下，增益控制结束。但并不限于该方法，也可以设定增益控制的试行次数或试行时间的限制值，并在超过限制值的情况下结束增益控制。
在步骤ST16中，在判定为校正增益目标值G2与拉曼增益G3相一致的情况下，增益控制部217可以存储光源控制部12的控制信息，并根据所存储的控制信息来继续光源控制部12的控制。这里，增益控制部217存储的控制信息及增益控制部217的控制对象可以是激励光源11的激励光强度或电流值的任一方，但优选为将激励光强度作为控制对象。
如上所述，根据实施方式2所涉及的激励光源装置2和具有该激励光源装置2的光传输系统200，由于使用由对数值来表示的校正值来进行噪声校正(拉曼增益G3的计算)，因此能够通过简单的结构来进行考虑了伴随拉曼放大而产生的噪声光的影响的增益控制。例如，激励光源装置2不需要在主控制部215中进行对数变换等处理，主控制部215通过加法运算等简单的运算就能够进行噪声光校正。
其结果是，未必需要处理性能较高的昂贵的控制设备，就能够实现激励光源装置2的小型化和低成本化。
实施方式3.
实施方式3所涉及的激励光源装置3与实施方式1所涉及的激励光源装置1的不同点在于，具有主控制部315来取代实施方式1所涉及的激励光源装置1的主控制部15，具有光源控制部312来取代激励光源装置1的光源控制部12，其他点彼此相同。具体而言，主控制部315具有增益控制部317和噪声校正部16。
关于实施方式3所涉及的激励光源装置3的结构和动作，以与实施方式1所涉及的激励光源装置1的结构和动作的不同点为主进行说明。
图10是简要示出包含实施方式3所涉及的激励光源装置3的光传输系统300的结构例的框图。光传输系统300具有激励光源装置3和传输路径20。
激励光源装置3具有激励光源11、光源控制部312、光电平测定部13、对数变换部14、主控制部315、合波器18、分支器19、端口21及端口22。
光源控制部312基于主控制部315(例如，增益控制部317)的控制，来对由激励光源11生成的激励光强度进行控制。光源控制部312监视激励光强度，并传输给主控制部315(例如，增益控制部317)。光源控制部312例如能够使用FPGA来实现。
主控制部315具有噪声校正部16和增益控制部317。主控制部315基于在激励光源11的停止状态下由光电平测定部13测定得到的测定结果的对数值来决定校正值(噪声校正值)，并使用所决定的校正值和预先设定的增益控制目标值G0来控制光源控制部312。
增益控制部317使用基于停止状态下的测定结果的对数值的校正值、以及增益控制目标值G0来控制光源控制部312。具体而言，增益控制部317通过从驱动状态下的测定结果的对数值中减去校正值来计算出校正光电平值。并且，增益控制部317对光源控制部312进行控制，以使得校正光电平值与驱动状态下的测定结果的对数值的差分接近增益控制目标值G0。
接着，参照图11对激励光源装置3所进行的增益控制的动作进行说明。
图11是表示激励光源装置3所进行的增益控制的一个示例的流程图。
本实施方式中，在从激励光源装置3的端口21接收到信号光的期间，始终执行图11所示的处理。然而，也可以在任意的时刻停止图11所示的处理。
在步骤ST21中，光电平测定部13在激励光源11的停止状态(非激励状态)下测定输入光电平。
在步骤ST21中，测定得到的输入光电平的信息(第1测定结果)通过对数变换部14变换为对数值(Pin1(off))(第1测定结果的对数值)，变换后的值被传输给主控制部315的噪声校正部16。主控制部315从对数变换部14获取Pin1(off)。对数变换部14对传输给主控制部315(例如，噪声校正部16)的信息进行存储。
在步骤ST22中，主控制部315的噪声校正部16参照参照表格161，基于传输来的值来决定校正值。
在步骤ST23中，增益控制部317控制光源控制部312以生成激励光，光源控制部312将激励光源11的激励光强度提升到指定的值为止。
在步骤ST24中，光电平测定部13在激励光源11的驱动状态(激励状态)下测定输入信号光的光电平。测定得到的激励状态下的光电平的信息由对数变换部14变换为对数值(Pin1(on))，变换后的值被传输至噪声校正部16。主控制部315从对数变换部14获取Pin1(on)。
在步骤ST25中，噪声校正部16通过从步骤ST24中传输来的值中减去步骤ST22中所决定的校正值，来计算出校正光电平值Pin1(on)’(第1校正光电平值)。计算得到的Pin1(on)’被传输给增益控制部317。
步骤ST26中，主控制部315的增益控制部317利用步骤ST25中传输来的Pin1(on)’与步骤ST21中传输来的Pin1(off)的差分(Pin1(on)’－Pin1(off))，来计算出激励光源装置3中当前时刻的拉曼增益G1，并对计算得到的拉曼增益G1与预先设定的增益控制目标值G0进行比较。
在该步骤ST26中，在增益控制部317判定为拉曼增益G1比增益控制目标值G0要小的情况下(步骤ST26中为“否”)，处理转移至步骤ST28。另一方面，在步骤ST26中，在增益控制部317判定为拉曼增益G1在增益控制目标值G0以上的情况下(步骤ST26中为“是”)，处理转移至步骤ST27。
在步骤ST27中，在增益控制部317判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0相等的情况下(步骤ST27中为“是”)，图11所示的增益控制流程结束。另一方面，在步骤ST27中，在增益控制部317判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0不相等的情况下(步骤ST27中为“否”)，处理转移至步骤ST37。
在步骤ST37中，增益控制部317根据增益控制目标值G0与拉曼增益G1的差分，控制光源控制部12，来使激励光源11的激励光强度变化。激励光强度的变化量可指定任意的值，但优选为增益控制部317以使Pin1(on)’与Pin1(off)的差分(即，拉曼增益G1)接近增益控制目标值G0的方式来控制光源控制部12。由此，能够尽早完成增益控制。
在步骤ST37之后，处理转移至步骤ST24，进行上述的处理。
在步骤ST28中，光源控制部312对当前时刻的激励光强度X与预先设定的激励光强度的上限值Xmax进行比较。在步骤ST28中，在光源控制部312判定为激励光强度X小于激励光强度的上限值Xmax的情况下(步骤ST28中为“是”)，处理转移至步骤ST29。另一方面，在步骤ST28中，在光源控制部312判定为当前的激励光强度X在激励光强度上限值Xmax以上的情况下(步骤ST28中为“否”)，处理转移至步骤ST30。
在步骤ST29中，增益控制部317根据增益控制目标值G0与拉曼增益G1的差分，控制光源控制部312，来使激励光源11的激励光强度变化。激励光强度的变化量可指定任意的值，但优选为增益控制部317以使Pin1(on)’与Pin1(off)的差分(即，拉曼增益G1)接近增益控制目标值G0的方式来控制光源控制部12。由此，能够尽早完成增益控制。
在步骤ST29之后，处理转移至步骤ST24，进行上述的处理。
在步骤ST30中，增益控制部317控制光源控制部312以停止激励光的生成，光源控制部312控制激励光源11以停止激励光的生成。
步骤ST31中，在增益控制部317控制光源控制部312以停止激励光的生成的期间，光电平测定部13对激励光源11的停止状态下的输入光电平进行测定。在步骤ST31中，测定得到的输入光电平的信息(第3测定结果)通过对数变换部14变换为对数值(Pin2(off))(第3测定结果的对数值)，变换后的对数值被传输给噪声校正部16。主控制部315从对数变换部14获取Pin2(off)。
步骤ST32中，对数变换部14对步骤ST21中测定得到的Pin1(off)和步骤ST31中测定得到的Pin2(off)进行比较。在步骤ST32中，在对数变换部14判定为它们的值彼此一致的情况下(步骤ST32中为“是”)，处理转移至步骤ST33。
另一方面，在步骤ST32中，在对数变换部14判定为它们的值彼此不一致的情况下(步骤ST32中为“否”)，处理转移至步骤ST22，进行上述的处理。
例如，在步骤ST32之后的步骤ST22中，主控制部315的噪声校正部16参照参照表格161，基于步骤ST31中测定得到的Pin2(off)决定校正值，并进行步骤ST23之后的处理。例如，通过从新计算得到的Pin2(on)(第4测定结果的对数值)中减去基于Pin2(off)的校正值，从而计算出校正光电平值Pin2(on)’(第2校正光电平值)。并且，增益控制部317根据Pin2(on)’与Pin2(off)的差分(拉曼增益G4)，来控制光源控制部12，以使激励光源11的激励光强度变化。激励光强度的变化量可指定任意的值，但优选为增益控制部317以使Pin2(on)’与Pin2(off)的差分(即，拉曼增益G4)接近增益控制目标值G0的方式来控制光源控制部12。由此，能够尽早完成增益控制。
在步骤ST33中，增益控制部317控制光源控制部312以使激励光强度变更为预先设定的上限值(激励光强度上限值Xmax)，光源控制部312控制激励光源11以使激励光源11的激励光强度X成为激励光强度上限值Xmax。
步骤ST34中，光电平测定部13对激励光强度设定为预先确定的上限值的激励状态下的输入光电平进行测定。在步骤ST34中，测定得到的光电平的信息(第3测定结果)通过对数变换部14变换为对数值(Pin2(on))(第3测定结果的对数值)，变换后的对数值被传输给噪声校正部16。主控制部315从对数变换部14获取Pin2(on)。
在步骤ST35中，噪声校正部16通过从步骤ST34中传输来的Pin2(on)中减去步骤ST22中所决定的校正值，来计算出校正光电平值Pin3(on)’(第3校正光电平值)。计算得到的Pin3(on)’被传输给增益控制部317。
步骤ST36中，增益控制部317利用步骤ST21中测定得到的Pin1(off)与步骤ST35中计算得到的Pin3(on)’的差分(Pin3(on)’-Pin1(off))，来计算激励光源装置3中的拉曼增益最大值(第1测定结果的对数值与第3校正光电平值的比)，并结束图11所示的增益控制的流程。
如上所述，在步骤ST26和步骤ST27中，判定拉曼增益G1与增益控制目标值G0是否一致。但并不限于该判定方法，也可以将视为一致的差分的范围设定为判定条件，在拉曼增益G1与增益控制目标值G0的差分处于该判定条件的范围内时，判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0一致。
如上所述，在步骤ST26和步骤ST27中，在判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0相一致的情况下，结束增益控制。但并不限于该方法，也可以不论判定结果如何，都周期性地测定光电平，且光源控制部312继续控制激励光强度。该情况下，前提是非激励状态下的输入光电平不会因波长的增减、传输路径20的状态的变动等而变化。
如上所述，在步骤ST26和步骤ST27中，在判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0相一致的情况下，结束增益控制。但并不限于该方法，也可以设定增益控制的试行次数或试行时间的限制值，并在超过限制值的情况下结束增益控制。
在步骤ST27中，在判定为拉曼增益G1与增益控制目标值G0相一致的情况下，以及在步骤ST36中计算拉曼增益最大值并且增益控制已结束的情况下，增益控制部317可以存储光源控制部312的控制信息，并根据所存储的控制信息来继续光源控制部312的控制。这里，增益控制部317存储的控制信息及增益控制部317的控制对象可以是激励光源11的激励光强度或电流值的任一方，但优选为将激励光强度作为控制对象。
在步骤ST36中计算出拉曼增益最大值并结束增益控制的情况下，例如，可以通过激励光源装置3发送警报，来将拉曼增益没有达到增益控制目标值G0的情况以及计算出的拉曼增益最大值通知给光传输系统300内的网络设备或网络管理者。
如上所述，根据实施方式3所涉及的激励光源装置3，具有与实施方式1所涉及的激励光源装置1相同的效果。
根据实施方式3所涉及的激励光源装置3和具有该激励光源装置3的光传输系统300，在拉曼增益G1没有达到增益控制目标值G0的情况下，对非激励状态下的输入光电平的变动进行确认(步骤ST32)，在存在变动的情况下进行校正值的再设定，因此能够进行更高精度的增益控制。
根据实施方式3所涉及的激励光源装置3，在拉曼增益G1没有达到增益控制目标值G0的情况下，对非激励状态下的输入光电平的变动进行确认(步骤ST32)，在非激励状态下的输入光电平没有变动的情况下，可将激励光强度设定为上限值(最大增益)，并将计算得到的拉曼增益最大值通知给网络管理者。
实施方式4.
图12是简要示出包含本发明实施方式4所涉及的激励光源装置4的光传输系统400的结构例的框图。
图12所示的光传输系统400具有传输路径20(传输路径纤维)、作为接收站的激励光源装置4、发送OSC光(光监视信号：Optical Supervisory Channel)的作为发送站的光装置5。光装置5与激励光源装置4经由传输路径20相连接。
接着，对激励光源装置4的各结构要素进行说明。
图12所示的激励光源装置4与实施方式1所涉及的激励光源装置1的不同点在于还具有分波器41、分支器42、光电平测定部43(监视光电平测定部)、以及OSC光接收部44(监视光接收部)，其他点彼此相同。
激励光源装置4具有激励光源11、光源控制部12、光电平测定部13(第1光电平测定部)、对数变换部14、主控制部415、合波器18(第1合波器)、分支器19(第1分支器)、端口21、端口22、分波器41(第2分波器)、分支器42(第2分支器)、光电平测定部43(第2光电平测定部)、OSC光接收部44(监视光接收部)。
主控制部415具有增益控制部417和噪声校正部416。主控制部415的增益控制部417基于从光装置5发送来的OSC光、以及光电平测定部43的测定结果来控制光源控制部12。
噪声校正部416具有参照表格161。噪声校正部416在增益控制中对因拉曼放大而产生的噪声光的影响进行校正。噪声校正部416可基于从对数变换部14获得的非激励状态下的测定结果的对数值、光电平测定部43所得出的测定结果、或者从OSC光接收部44接收到的信息，决定校正因拉曼放大而产生的噪声光的影响的校正值。噪声校正部416在增益控制中，通过从激励光源11的驱动状态下的测定结果的对数值中减去校正值来计算出校正光电平值。
增益控制部417从噪声校正部416获取校正值。增益控制部417使用校正值和增益控制目标值G0来控制光源控制部12。具体而言，增益控制部417通过从驱动状态下的测定结果的对数值中减去校正值来计算出校正光电平值。并且，增益控制部417对光源控制部12进行控制，以使得校正光电平值与驱动状态下的测定结果的对数值的差分接近增益控制目标值G0。
分波器41将输入到激励光源装置4的光分波为两个系统。尤其是将信号光中所包含的OSC光分波至分支器42一侧。
分支器42使由分波器41分波后的OSC光的一部分分支，并向两个系统输出。
光电平测定部43对由分波器41分波后的OSC光电平(光监视信号的光电平)进行测定，并将测定结果通知给噪声校正部416。
OSC光接收部44接收从光装置5发送来的OSC光，并将OSC光中所包含的信息通知给噪声校正部416。
接着，对光装置5的各结构要素进行说明。
图12所示的光装置5具有分支器51、光电平测定部52、合波器53以及OSC光发送部54。光装置5设置在信号光的传输方向上的激励光源装置4的上游侧。
分支器51使输入到光装置5的光的一部分分支，并向两个系统输出。
光电平测定部52对光装置5的输出光电平进行测定，并将测定结果通知给OSC光发送部54。
合波器53对来自两个系统的输入光进行合波。
OSC光发送部54向激励光源装置4发送OSC光(光监视信号)。OSC光包含表示从光装置5输出的信号光的光电平的信息。OSC光的波长与主信号光的波长彼此不同。OSC光的波长(波长带)优选设定为不会受到拉曼放大增益的影响的波长(波长带)。因此，关于OSC光的波长带，优选为是除主信号光的波长带(拉曼增益频带)和拉曼激励光频带以外的波长带。例如，在波分复用后的主信号配置于1550nm的C频带、拉曼激励光配置于1450nm附近的情况下，OSC光可配置于不易受拉曼放大的1510nm、或者1600nm附近的L频带、或者波长比L频带要长的频带、或者波长比拉曼激励光要短的1400nm以下。
接着，对光传输系统400中的增益控制的动作进行说明。
光电平测定部52周期性地进行光电平的监视(测定)，并将测定结果传输给OSC光发送部54。
OSC光发送部54通过OSC光将从光电平测定部52传输来的测定结果通知给OSC光接收部44。
OSC光接收部44将从OSC光发送部54传输来的光电平的测定结果传输给噪声校正部416。
主控制部415的噪声校正部416对从OSC光接收部44传输来的由光电平测定部52测定得到的光电平的测定结果进行监视，在测定结果发生了变化的情况下，根据该变化，对用于噪声光校正的校正值An进行再设定。
本实施方式中，非激励状态下的光电平的对数值Pin(off)是Pin1(off)，与Pin1(off)相对应的校正值是An＝A(Pin1(off))，初始状态下光电平测定部52的测定结果是Pout(1)＝Pin1(off)。
在光电平测定部52中的测定结果从Pout(1)变化为Pout(2)时，通过OSC光将Pout(2)通知给噪声校正部416。Pout(1)和Pout(2)由OSC光接收部44变换为对数值。Pout(1)和Pout(2)也可以由对数变换部14变换为对数值。
噪声校正部416计算出光电平的变化量(ΔPout＝Pout(2)－Pout(1))。噪声校正部416通过将计算得到的变化量ΔPout与Pin1(off)相加，来计算出Pin2(off)，以作为新的Pin(off)。
噪声校正部416基于计算得到的Pin2(off)，来决定新的校正值A(Pin2(off))。噪声校正部416将Pin2(off)传输给增益控制部417。
决定了新的校正值A(Pin2(off))之后的处理与图3所示的步骤ST3之后的处理相同。
此外，光电平测定部43周期性地进行OSC光的光电平的监视，并将测定结果传输给噪声校正部416和增益控制部417。
噪声校正部416对从光电平测定部43传输来的光电平的测定结果进行监视，在测定结果发生了变化的情况下，与光电平测定部52中的测定结果发生了变化的情况相同地，根据其变化量，重新计算出非激励状态下的光电平Pin(off)，并进行校正值的再设定。
另外，对光电平测定部52的测定结果进行监视的目的在于监视光装置5的输出光电平的变化。这里，作为光装置5的输出电平变化的主要原因，可列举出波长数的变化等。
另外，本实施方式中，利用光电平测定部52对光装置5的输出光电平进行监视，但在每一波长的输出光电平为固定的装置的情况下，也可以对波长数信息进行监视，由此来监视光装置5的输出光电平的变化。
此外，对光电平测定部43的测定结果进行监视的目的在于监视输入激励光源装置4的OSC光电平的变化。这里，作为OSC光电平变化的主要原因，可列举出传输路径的损耗变化等。
如上所述，根据实施方式4所涉及的激励光源装置4和具有该激励光源装置4的光传输系统400，具有与实施方式1所涉及的激励光源装置1和具有该激励光源装置1的光传输系统100相同的效果。
并且，根据激励光源装置4和光传输系统400，通过利用从光装置5发送来的OSC光将信号光的光电平的信息通知给激励光源装置4，从而能够进行高精度的增益控制。
并且，通过将OSC光的波长范围设定在不受拉曼放大效果的影响的波长区域，从而即使是激励光源11的驱动状态，也能够检测出因传输路径的损耗变化而引起的非激励状态下的光电平的变化，并且每次都能进行噪声光的校正。
变形例.
图13是表示变形例所涉及的激励光源装置中的主控制部515的结构的框图。控制部515能够适用于实施方式1到4所涉及的各激励光源装置中的主控制部15、215、315及415。
主控制部515具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器515a、ROM(Read Only Memory：只读存储器)515b以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)515c。ROM515b中存储有用于控制激励光源装置内的构成要素的程序等。RAM515c用作为加载存储于ROM515b的程序等的存储区域。处理器515a例如通过将程序加载到RAM515c并执行程序来实现主控制部515的功能。例如，实施方式1中所说明的增益控制部17和噪声校正部16的各功能可通过处理器515a执行存储于ROM515b的程序来实现。主控制部515也可以实现实施方式1中所说明的光源控制部12的功能。
以上所说明的各实施方式的特征及变形例的特征可彼此适当进行组合。
标号说明
1、2、3、4激励光源装置，5光装置，11激励光源，12、312光源控制部，13、43、52光电平测定部，14对数变换部，15、215、315、415主控制部，16、416噪声校正部，17、217、317、417增益控制部，18、53合波器，19、42、51分支器，20传输路径，21、22端口，41分波器，44OSC光接收部，54OSC光发送部，100、200、300、400光传输系统。

Claims (15)

1.一种激励光源装置，将放大信号光的拉曼激励光输出至传输所述信号光的传输路径，该激励光源装置的特征在于，包括：
激励光源，该激励光源在驱动状态下生成所述拉曼激励光，在停止状态下停止所述拉曼激励光的生成；
光源控制部，该光源控制部对所述驱动状态下的所述拉曼激励光的强度进行控制；
光电平测定部，该光电平测定部对输入到所述激励光源装置的所述信号光的光电平进行测定；
对数变换部，该对数变换部将由所述光电平测定部测定得到的至少一个测定结果变换成对数值；以及
主控制部，该主控制部基于所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值来决定校正值，
所述主控制部使用所述校正值和预先设定的增益控制目标值来控制所述光源控制部，
所述主控制部从所述对数变换部获取所述停止状态下的所述至少一个测定结果内的第1测定结果的所述对数值、以及所述驱动状态下的所述至少一个测定结果内的第2测定结果的所述对数值，
基于所述第1测定结果的所述对数值决定所述校正值，
通过从所述第2测定结果的所述对数值中减去基于所述第1测定结果的所述对数值的所述校正值，来计算第1校正光电平值，
控制所述光源控制部，以使得所述第1校正光电平值与所述第1测定结果的所述对数值的差分接近所述预先设定的增益控制目标值。
2.如权利要求1所述的激励光源装置，其特征在于：
所述主控制部
在所述第1校正光电平值与所述第1测定结果的所述对数值的差分小于所述预先设定的增益控制目标值的情况下，控制所述光源控制部以停止所述拉曼激励光的生成，从而从所述对数变换部获取所述停止状态下的所述至少一个测定结果内的第3测定结果的所述对数值，
基于所述第3测定结果的所述对数值决定所述校正值，
通过从所述驱动状态下的所述至少一个测定结果内的第4测定结果的所述对数值中减去基于所述第3测定结果的所述对数值的所述校正值，来计算第2校正光电平值，
控制所述光源控制部，以使得所述第2校正光电平值与所述第3测定结果的所述对数值的差分接近所述预先设定的增益控制目标值。
3.如权利要求1所述的激励光源装置，其特征在于：
所述主控制部在所述第1校正光电平值与所述第1测定结果的所述对数值的差分比所述预先设定的增益控制目标值要小的情况下，控制所述光源控制部以使得所述拉曼激励光的强度变更为预先确定的上限值。
4.如权利要求3所述的激励光源装置，其特征在于：
所述主控制部
从所述对数变换部获取所述拉曼激励光的强度被设定为所述预先确定的上限值的所述驱动状态下的所述至少一个测定结果内的第3测定结果的所述对数值，
通过从所述第3测定结果的所述对数值中减去基于所述第1测定结果的所述对数值的所述校正值，来计算第3校正光电平值，
计算由所述第1测定结果的所述对数值与所述第3校正光电平值的比来表示的增益。
5.一种激励光源装置，将放大信号光的拉曼激励光输出至传输所述信号光的传输路径，该激励光源装置的特征在于，包括：
激励光源，该激励光源在驱动状态下生成所述拉曼激励光，在停止状态下停止所述拉曼激励光的生成；
光源控制部，该光源控制部对所述驱动状态下的所述拉曼激励光的强度进行控制；
光电平测定部，该光电平测定部对输入到所述激励光源装置的所述信号光的光电平进行测定；
对数变换部，该对数变换部将由所述光电平测定部测定得到的至少一个测定结果变换成对数值；以及
主控制部，该主控制部基于所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值来决定校正值，
所述主控制部使用所述校正值和预先设定的增益控制目标值来控制所述光源控制部，
所述主控制部通过将所述校正值与所述预先设定的增益控制目标值相加来计算校正增益目标值，并对所述光源控制部进行控制，以使得所述驱动状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值与所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值的差分接近所述校正增益目标值。
6.如权利要求1至5的任一项所述的激励光源装置，其特征在于：
所述光源控制部
通过控制提供给所述激励光源的电流来控制所述拉曼激励光的强度，
在生成所述拉曼激励光的期间，以使所述拉曼激励光的强度维持为固定的方式控制所述电流。
7.如权利要求1至5的任一项所述的激励光源装置，其特征在于：
在所述驱动状态下由所述光电平测定部进行测定的所述信号光包含主信号光和噪声光。
8.如权利要求7所述的激励光源装置，其特征在于：
所述预先设定的增益控制目标值是所述停止状态下输入到所述激励光源装置的所述主信号光的光电平与所述驱动状态下输入到所述激励光源装置的所述主信号光的光电平的比。
9.如权利要求1至5的任一项所述的激励光源装置，其特征在于：
所述预先设定的增益控制目标值在4dB以上16dB以下的范围内。
10.如权利要求1至5的任一项所述的激励光源装置，其特征在于：
所述停止状态下的所述至少一个测定结果的所述对数值在-35.00dBm以上的范围内。
11.一种光传输系统，其特征在于，包括：
传输信号光的传输路径；以及
将放大所述信号光的拉曼激励光输出至所述传输路径的权利要求1至5中任一项所述的激励光源装置。
12.如权利要求11所述的光传输系统，其特征在于：
还包括光装置，该光装置设置在所述信号光的传输方向上的所述激励光源装置的上游侧，对光监视信号进行发送，
所述激励光源装置包括：
监视光接收部，该监视光接收部接收输入到所述激励光源装置的所述光监视信号的信息；以及
监视光电平测定部，该监视光电平测定部对输入到所述激励光源装置的所述光监视信号的光电平进行测定。
13.如权利要求12所述的光传输系统，其特征在于：
所述光监视信号包含表示从所述光装置输出的所述信号光的光电平的信息。
14.如权利要求12所述的光传输系统，其特征在于：
所述主控制部基于从所述光装置发送来的所述光监视信号和所述监视光电平测定部的测定结果，来控制所述光源控制部。
15.如权利要求12所述的光传输系统，其特征在于：
在所述驱动状态下由所述光电平测定部进行测定的所述信号光包含主信号光和噪声光，
所述光监视信号的波长被设定为不接受拉曼放大增益的波长。
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