JP2000232433A - 波長多重光通信システム及び光増幅装置 - Google Patents

波長多重光通信システム及び光増幅装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＬＣ動作する光増幅装置の出力光に含まれる
１波長あたりの信号光パワーの減少を防止して、ＷＤＭ
信号光の伝送特性を向上させたＷＤＭ光通信システムを
提供する。 【解決手段】本発明のＷＤＭ光通信システムは、送信端
局１及び受信端局２の間を結ぶ光ファイバ伝送路３の途
中に設けられた複数の光増幅装置４1〜４nのそれぞれに
ついて、入力光パワーを測定する入力光測定部５Ａと、
該入力光パワー等の情報を基にＡＳＥ光パワーを求め、
ＡＬＣの出力設定レベルをＡＳＥ光パワーだけ増加させ
る出力補正値を算出する補正値算出部５Ｂと、その出力
補正値に従って光増幅装置の出力設定レベルに対する補
正を実施する補正実施部５Ｃを備えて構成される。かか
る構成により、各光増幅装置の出力光に含まれる１波長
あたりの信号光パワーが波長数に拘わらず一定に保たれ
るようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の光信号を含んだ波長多重信号光を光増幅装置を用いて
増幅しながら伝送する波長多重光通信システム及び光増
幅装置に関し、特に、光増幅装置から出力される１波長
あたりの信号光パワーが一定に保たれるようにした波長
多重光通信システム及び光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットや画像伝送等の普
及に伴って光通信システムの大容量化が望まれている。
これに対応するために波長多重（ＷＤＭ）光通信システ
ムが実用化され、さらに、波長多重数の増大等の開発が
進められている。
【０００３】図２１は、ＷＤＭ信号光を光増幅装置で一
括増幅して多中継伝送を行うＷＤＭ光通信システムの一
般的な構成を示すブロック図である。図２１のシステム
は、送信側の端局１と、受信側の端局２と、それら送受
信端局の間を結ぶ光ファイバ伝送路３と、該光ファイバ
伝送路３の途中に設けられる複数（図では２つ）の光増
幅装置４（光中継局）とから構成される。
【０００４】送信側の端局１は、波長の異なる複数の光
信号をそれぞれ出力する複数の光送信器（Ｅ／Ｏ）１Ａ
と、複数の光信号を波長多重してＷＤＭ信号光とし光フ
ァイバ伝送路３に出力する合波器１Ｂと、ＷＤＭ信号光
を所要のレベルに増幅するポストアンプ１Ｃとを有す
る。受信側の端局２は、光ファイバ伝送路３により伝送
されたＷＤＭ信号光を所要のレベルに増幅するプリアン
プ２Ａと、プリアンプ２Ａからの出力光を波長に応じて
複数の光信号に分ける分波器２Ｂと、複数の光信号をそ
れぞれ受信処理する複数の光受信器（Ｏ／Ｅ）２Ｃとを
有する。
【０００５】各光増幅装置４では、光ファイバ伝送路３
により伝送されたＷＤＭ信号光が一括して増幅される。
また、各光増幅装置４では、出力光のトータルパワーが
モニタされ、該モニタ値が一定となるように動作を制御
する自動レベル制御（ＡＬＣ）が行われる。このように
光増幅装置４の出力制御方式をＡＬＣとすることで、中
継利得が各スパンごとに独立となるため、システム設計
がしやすいという利点がある。
【０００６】上記のように複数の光増幅装置４を用いて
ＷＤＭ光通信システムを構築する場合、一般に、各光増
幅装置４の利得の波長依存性（利得偏差）によってＷＤ
Ｍ信号光の伝送距離が制限される。この利得の波長依存
性を抑圧するのに有効な光増幅装置として、本出願人
は、例えばＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６
や、ＯＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等において
開示したような構成を提案している。
【０００７】この利得の波長依存性を抑圧するのに有効
な光増幅装置は、前段光増幅部および後段光増幅部を有
する２段構成とし、中段に可変光減衰器を挿入した基本
構成を採用する。かかる光増幅装置では、前段および後
段の各光増幅部を利得一定制御（ＡＧＣ）で動作させる
ことで利得偏差を抑圧すると同時に、後段の光増幅部の
出力光レベルに応じて中段の可変光減衰器の光減衰量を
制御することで出力光のＡＬＣを実現している。また、
上記光増幅装置におけるＡＬＣの出力設定レベルは、使
用波長数が変化したときにでも、１波長あたりの出力光
パワーが一定値となるように制御される。具体的には、
使用波長数をｍとし、１波長あたりの出力光パワーをＰ
ｏとしたとき、ＡＬＣの出力設定レベルがｍ×Ｐｏに設
定される。なお、使用波長数ｍについては、例えば監視
系から送られる監視制御信号等によって得られる。この
ように出力設定レベルの制御を行うことで、ＷＤＭ光通
信システムは、使用波長が１波から最大波長数まで変化
してもシステムとして動作可能なものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光増幅装置
から光ファイバ伝送路に送出できる１波長あたりの出力
光パワーには上限値が存在する。この上限値は、光ファ
イバ伝送路の非線形効果（自己位相変調（ＳＰＭ）、相
互位相変調（ＸＰＭ）など）に起因して定まるものであ
る。従来のＷＤＭ光通信システムでは、光増幅装置の１
波長あたりの出力光パワーＰｏが、この上限値に近い値
となるように設計されてきた。
【０００９】ここで、光増幅装置から出力される光につ
いて詳しく説明する。一般的な光増幅装置では、入力さ
れた信号光の増幅に伴って自然放出光（ＡＳＥ光）が発
生し、該ＡＳＥ光が信号光に加算されて出力される。１
波長あたりの出力光パワーが所定値Ｐｏ［Ｗ］となるよ
うに光増幅装置がＡＬＣ動作している場合、光増幅装置
から出力されるトータル出力光パワーＰTout［Ｗ］は、
次の（１）式で与えられる。
【００１０】 ＰTout＝ｍ・Ｐｏ＝ＰTin・Ｇ＋２・ｎsp・ｈν・Δf・（Ｇ−１） ・・・・（１） ここで、ＰTinは光増幅装置へのトータル入力光パワー
［Ｗ］、Ｇは光増幅装置の利得、ｎspは光増幅装置の自
然放出係数、ｈνは光子エネルギー［Ｊ］、Δfは光増
幅装置の帯域幅［Ｈｚ］である。
【００１１】（１）式において、右辺の第１項は信号光
成分を示し（ただし、入力光が前段の光増幅装置等にお
けるＡＳＥ光を含む場合には、そのＡＳＥ光の増幅成分
を含む）、第２項は当該光増幅装置で発生するＡＳＥ光
成分を示している。ＡＬＣ動作する光増幅装置では、ト
ータル出力光パワーＰToutが一定に制御されるため、１
波長あたりの出力光パワーＰｏを信号光成分およびＡＳ
Ｅ光成分に分けて考えると、前述の上限値に応じた一定
のレベルに制御すべき信号光成分に対して、ＡＳＥ光成
分（上記（１）式の第２項）が誤差成分となる。すなわ
ち、１波長あたりの出力光パワーＰｏは、（１）式より
次の（２）式で表される。
【００１２】 Ｐｏ＝ＰTin・Ｇ／ｍ＋２・ｎsp・ｈν・Δf・（Ｇ−１）／ｍ ＝ＰTin・Ｇ／ｍ＋ΔＰｏ ・・・・（２） ただし、ΔＰｏ＝２・ｎsp・ｈν・Δf・（Ｇ−１）／ｍ
［Ｗ］とする。
【００１３】このように、１波長あたりの信号光パワー
は、所定の出力光レベルＰｏよりΔＰｏ減少することに
なる。したがって、前述したようなＷＤＭ光通信システ
ムでは、ＷＤＭ信号光が光増幅装置で中継増幅されるご
とに、次段の光増幅装置への入力信号光パワーが減少し
て、受信側端局における光ＳＮ比が劣化してしまうとい
う問題がある。この光ＳＮ比は信号光と雑音光（ＡＳＥ
光）との比を示すものであって、一般に、光受信器で所
要の符号誤り率を達成するにはある値以上の光ＳＮ比が
必要となる。次の（３）式は、ｎ段の光増幅装置で中継
増幅を行ったときの光ＳＮ比を与えるものである。
【００１４】 １／ＯＳＮＲ＝１／ＯＳＮＲ1＋１／ＯＳＮＲ2＋… ＋１／ＯＳＮＲn ・・・・（３） ＯＳＮＲi＝Ｐinsig(i)／（２・ｎsp(i)・ｈν・Δｆ） ここで、ＯＳＮＲはｎ番目の光増幅装置を通過後の光Ｓ
Ｎ比、ＯＳＮＲiはｉ番目の光増幅装置を単独で使用し
たときの光ＳＮ比、Ｐinsig(i)はｉ番目の光増幅装置へ
の入力信号光パワー、ｎsp(i)はｉ番目の光増幅装置の
自然放出係数である。
【００１５】また、１波長あたりの信号光パワーの減少
量ΔＰｏは、上記（２）式からも判るように、波長数ｍ
が少ないほど多く、伝送特性に与える影響も大きい。一
例を挙げると、５段中継の場合において、３２波使用時
は信号光パワーが０．５ｄＢ減少するが，１波使用時に
は１２．３ｄＢも減少するというデータが得られてい
る。一般に、ＷＤＭ光通信システムに用いられる光増幅
装置は広帯域特性であるため、１波で使用するとそのＡ
ＳＥ光による信号光パワーの減少量は大きなものとな
る。
【００１６】このような使用波長数が少ないときの信号
光パワーの減少に対処するためには、例えば、少数波長
動作時の光ＳＮ比の劣化をあらかじめ見込んで、システ
ム設計を行う方法が考えられる。しかしながら、この場
合にはシステムゲインが減少して伝送可能距離が減少し
てしまうという問題が生じる。
【００１７】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、ＡＬＣ動作する光増幅装置を用いてＷＤＭ信号光を
中継伝送するときにおける１波長あたりの信号光パワー
の減少を防止して伝送特性の向上を図ったＷＤＭ光通信
システム及び光増幅装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＷＤＭ光通信システムは、波長多重信号光
を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有
するＷＤＭ光通信システムにおいて、出力光が所定の出
力設定レベルに制御された光増幅装置の前記出力光に含
まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数
に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動
作を制御する出力信号光パワー制御手段を備えて構成さ
れるものである。
【００１９】かかる構成のＷＤＭ光通信システムでは、
ＡＬＣ動作する光増幅装置の出力光に含まれる１波長あ
たりの信号光パワーが、出力信号光パワー制御手段によ
って信号光の波長数に拘わらず一定に保たれることによ
り、ＷＤＭ信号光を光増幅装置を介して増幅中継しても
各波長の信号光パワーが減少するようなことがなくなる
ため、優れた伝送特性が得られるようになる。
【００２０】上記ＷＤＭ光通信システムの第１の態様と
しては、出力信号光パワー制御手段が、光増幅装置の入
力光パワーを測定する入力光測定部と、該入力光測定部
で測定された入力光パワー、その入力光パワーに対応し
た光増幅装置の雑音指数、光増幅装置の帯域幅及び信号
光の波長数に基づいて、当該光増幅装置で発生する雑音
光パワーを求め、その光増幅装置の出力設定レベルを前
記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出
する補正値算出部と、該補正値算出部で算出された出力
補正値に従って、光増幅装置の出力設定レベルに対する
補正を実施する補正実施部と、を備えるようにしてもよ
い。
【００２１】かかる構成では、入力光測定部で得られた
光増幅装置への入力光パワー、光増幅装置の諸特性及び
信号光の波長数を基に、補正値算出部において、光増幅
装置で発生する雑音光パワーが計算により求められ、光
増幅装置の出力設定レベルを雑音光パワーだけ増加させ
る出力補正値が算出される。そして、計算により得られ
た出力補正値に従って、補正実施部が出力設定レベルの
補正を実施することで、光増幅装置の出力光に含まれる
１波長あたりの信号光パワーが波長数に拘わらず一定に
保たれるようになる。
【００２２】上記第１の態様の具体的な構成としては、
入力光測定部及び補正実施部が、複数の光増幅装置ごと
にそれぞれ設けられ、補正値算出部が、複数の光増幅装
置に対して少なくとも1つ設けられ、各光増幅装置から
それぞれ伝達される入力光パワー、雑音指数及び帯域
幅、並びに信号光の波長数に基づいて、各々の光増幅装
置についての前記出力補正値を一括して算出し、該算出
した各出力補正値を対応する光増幅装置の補正実施部に
通知するようにしてもよい。
【００２３】かかる構成では、複数の光増幅装置につい
ての出力補正値が、中央局等の補正値算出部で一括して
算出されるようになる。また、上記第１の態様の他の具
体的な構成としては、出力信号光パワー制御手段が、複
数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられるとともに、該
各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段の
光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増幅
装置についての、入力光測定部で測定された入力光パワ
ー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域幅、並
びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装置につ
いての出力補正値を算出し、該算出した出力補正値を補
正実施部に通知すると同時に、後段の光増幅装置の補正
値算出部に伝達する構成として、光送信局側の光増幅装
置から光受信局側の光増幅装置に向けて出力補正値が順
次設定されるようにしてもよい。かかる構成では、複数
の光増幅装置について出力補正値が、光送信局側の光増
幅装置から順に、各々の補正値算出部において算出され
るようになる。
【００２４】さらに、上記第１の態様を変形した具体的
な構成として、出力信号光パワー制御手段が、システム
に想定される信号光の波長数と光増幅装置の光送信局側
からの段数との組合せに対応させて予め算出した出力補
正値を記憶させる補正値記憶部と、光増幅装置に対し
て、現在の信号光の波長数と自局の光送信局側からの段
数とに関する情報を通知する設定通知部と、該設定通知
部からの情報に該当する出力補正値を補正値記憶部から
読み出し、該出力補正値に従って光増幅装置の出力設定
レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を備える
ようにしてもよい。
【００２５】かかる構成では、光増幅装置の出力補正値
が、システムに想定される信号光の波長数と光増幅装置
の光送信局側からの段数との組合せに対応させて予め算
出され、例えば、２次元の補正値テーブルとして補正値
記憶部に記憶される。そして、現在の信号光の波長数と
自局の光送信局側からの段数とに関する情報が設定通知
部から通知され、その情報に該当する出力補正値が補正
実施部によって補正値記憶部から読み出されて、出力補
正が実施されるようになる。これにより出力補正値の算
出処理の簡略化が図られる。
【００２６】また、前述したＷＤＭ光通信システムの第
２の態様としては、出力信号光パワー制御手段が、光増
幅装置から出力される１波長あたりの信号光パワー及び
光増幅装置で発生する雑音光パワーの少なくとも一方を
測定可能な光測定部と、該光測定部の測定結果に基づい
て、前記光増幅装置の出力設定レベルの補正を実施する
補正実施部と、を備えるようにしてもよい。
【００２７】かかる構成では、光増幅装置から出力され
る１波長あたりの信号光パワーまたは光増幅装置で発生
する雑音光パワーが、光測定部によって実際に測定さ
れ、その実測結果を基に光増幅装置の出力設定レベルが
補正されて、光増幅装置の出力光にに含まれる１波長あ
たりの信号光パワーが波長数に拘わらず一定に保たれる
ようになる。
【００２８】上記第２の態様の具体的な構成としては、
光測定部が光増幅装置で発生する雑音光パワーを検出
し、補正実施部が光増幅装置の出力設定レベルを検出し
た雑音光パワーだけ増加させる補正を実施するようにし
てもよい。または、光測定部が光増幅装置の出力光のス
ペクトルを測定して出力光に含まれる１波長あたりの平
均信号光パワーを検出し、該信号光パワーが一定値とな
るように、補正実施部が光増幅装置の出力設定レベルを
補正するようにしてもよい。
【００２９】また、本発明の光増幅装置は、波長多重信
号光を一括して増幅可能であり、出力光が所定の出力設
定レベルに制御された光増幅装置において、前記出力光
に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波
長数に拘わらず一定に保たれるように、光増幅動作を制
御する出力信号光パワー制御手段を備えて構成されるも
のである。
【００３０】かかる構成の光増幅装置では、ＡＬＣ動作
下の出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、
出力信号光パワー制御手段によって信号光の波長数に拘
わらず一定に保たれるようになる。このような光増幅装
置をＷＤＭ光通信システムに適用すれば、ＷＤＭ信号光
を増幅中継しても各波長の信号光パワーが減少するよう
なことがなくなるため、優れた伝送特性が得られるよう
になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、全図を通して実質的に同一
の部分には同一の符号が付してある。
【００３２】図１は、本発明に係るＷＤＭ光通信システ
ムの第１の基本構成を示すブロック図である。図１にお
いて、本ＷＤＭ光通信システムは、上述の図２１に示し
た従来のシステムと同様に、送信側及び受信側の各端局
１，２と、各端局の間を結ぶ光ファイバ伝送路３と、該
光ファイバ伝送路３の途中に設けられた複数の光増幅装
置４1〜４n（光中継局）とを有する。本システムの特徴
は、各光増幅装置４1〜４nにおいて、ＡＳＥ光成分に対
応し出力光の設定レベルを増加させる出力補正が計算に
基づいて行われる点にある。なお、図１では、光増幅装
置４kについてのみ出力補正の概容が示してあるが、他
の光増幅装置についても光増幅装置４kと同様に出力補
正が行われる。
【００３３】光増幅装置４kについて出力補正を実現す
るための基本構成は、入力光測定部（ＭＯＮ）５Ａ、補
正値算出部（ＣＡＬ）５Ｂ及び補正実施部（ＥＸＥ）５
Ｃを含んでなる。入力光測定部５Ａは、光増幅装置４k
に入力される入力光のトータルパワーを測定して、その
結果を補正値算出部５Ｂに伝える。補正値算出部５Ｂ
は、光増幅装置４k-1（前段の中継局）における出力補
正値、並びに、光増幅装置４kにおける入力光パワー、
雑音指数、帯域幅及び使用波長数を用いて後述する出力
補正値を算出する。補正値算出部５Ｂに入力される前段
の出力補正値は、例えば、監視系から送られる監視制御
（ＯＳＣ）信号などによって提供される。また、自局の
雑音指数及び帯域幅は、図示しないがメモリ等にあらか
じめ設定されているものとし、使用波長数は、上記監視
制御信号等によって提供されるか、あるいは自局でモニ
タするようにしてもよい。算出された出力補正値は、補
正実施部５Ｃに送られて光増幅装置４kについての出力
設定レベルの補正が実施されるとともに、後段の光増幅
装置に監視制御信号を介して伝達される。
【００３４】ここで、各光増幅装置４1〜４nに対する出
力補正値の算出方法について詳しく説明する。まず、初
段の光増幅装置４1での出力補正値について考えると、
補正前のトータル出力光パワー（信号光＋ＡＳＥ光）Ｐ
Tout(1)［Ｗ］及び補正後のトータル出力光パワー（信
号光＋ＡＳＥ光）ＰTout(1)’［Ｗ］は、次の（４）式
及び（５）式で与えられる。
【００３５】 ＰTout(1)＝ｍ・Ｐｏ ＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1＋２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1−１) ・・・・（４） ＰTout(1)’＝ＰTout(1)＋ΔＰout(1) ＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1’＋２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1’−１)・・・・（５） ここで、Ｐinsig(1)は１段目の光増幅装置の入力信号光
パワー［Ｗ］、Ｇ1は１段目の光増幅装置の出力補正前
の利得、Ｇ1’は１段目の光増幅装置の出力補正後の利
得、ｎsp(1)は１段目の光増幅装置の自然放出係数、ｈ
νは光子エネルギー［Ｊ］、Δfは光増幅装置の帯域幅
［Ｈｚ］である。また、ΔＰout(1)は１段目の光増幅装
置における出力補正値とする。
【００３６】ＡＬＣ動作下において、補正後の１波長あ
たりの出力信号光パワーが所定値Ｐｏになるように、す
なわち、ＰTout(1)＝ｍ・Ｐｏ＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1’に
なるように、出力補正前の出力値に補正値ΔＰout(1)を
足すのであるから、（５）式より、補正値ΔＰout(1)は
次の（６）式で表すことができる。
【００３７】 ΔＰout(1)＝２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1’−１) ・・・・（６） 補正前のトータル出力光パワーＰTout(1)に対する補正
値ΔＰout(1)の比（以下、補正比率とする）Δ1を求め
ると、次の数５に示す（７）式となる。
【００３８】
【数５】
【００３９】次に、２段目以降の光増幅装置４2〜４nに
おける出力補正値を考える。２段目の光増幅装置では、
たとえ自局がＡＳＥ光を発生しなくても、前段の光増幅
装置の補正値分だけ、出力レベルを増加させる必要があ
る。現実には、２段目の光増幅装置でもＡＳＥ光が発生
し、それに対応した補正値分も加わることになる。した
がって、２段目の光増幅装置４2について補正比率Δ2を
求めると、次の数６に示す（８）式となる。
【００４０】
【数６】
【００４１】さらに、上記の場合と同様にして、ｋ段目
の光増幅装置４kについて補正比率Δkを求めると、次の
数７に示す（９）式となる。
【００４２】
【数７】
【００４３】ここで、光増幅装置４kの自然放出係数ｎ
sp(k)及び入力信号光パワーＰinsig( k)は、一般に、次
の数８に示す（１０）式及び（１１）式で与えられるこ
とが知られている。
【００４４】
【数８】
【００４５】ただし、ＮＦkはｋ段目の光増幅装置の雑
音指数ＮＦ［ｄＢ］、ＰTin(k)はｋ段目の光増幅装置の
トータル入力光パワーである。また、δk-1は入力光パ
ワーを測定した時の前段光増幅装置４k-1の出力補正値
（実施されている値）を示す。
【００４６】なお、上記出力補正値δk-1は、前段の光
増幅装置の出力補正を実施した後に、自局の出力補正値
を算出する場合には、δk-1＝Δk-1となる。一方、前段
の出力補正を実施する前に、各々の光増幅装置について
の出力補正値を算出し、すべての光増幅装置での出力補
正値を算出した後に、各光増幅装置の出力レベルを設定
する場合には、δk-1＝０となる。この詳細については
後述する。
【００４７】（１０）（１１）式を用いて（９）式を変
形すると、光増幅装置４kにおける補正比率Δkは、次の
数９に示す（１２）式となる。
【００４８】
【数９】
【００４９】さらに、上記（１３）式について、光増幅
装置の実際の使用状態を想定した１つの具体例を以下に
示しておく。伝送されるＷＤＭ信号光の波長帯として、
例えば１．５５μｍを想定した場合には、光子エネルギ
ーｈνは、プランク定数ｈ＝６．６３×１０-34［Ｊ
ｓ］を用いて、ｈν＝１．２８×１０-19［Ｊ］とな
る。また、光増幅装置への入力光パワーは通常ｄＢｍ単
位でモニタされることが多いことから、トータル入力光
パワーＰTin(k)をＷ単位からｄＢｍ単位に変換すると次
の関係が成立する。
【００５０】ＰTin(k)d＝１０logＰTin(k)＋３０ ただし、ＰTin(k)dはｋ段目の光増幅装置のトータル入
力光パワー［ｄＢｍ］である。さらに、光増幅装置の帯
域幅Δｆは、Ｈｚ単位からｎｍ単位に変換すると、１．
５５μｍ帯では次の数１０に示す関係が成立する。
【００５１】
【数１０】
【００５２】ここで、ｃは光速［ｍ／ｓ］、λは使用波
長［ｍ］、ΔＦ’はｍ単位で表した光増幅装置の帯域
幅、ΔＦはｎｍ単位で表した光増幅装置の帯域幅であ
る。これらの関係を用いて（１２）式を整理すると、光
増幅装置４kにおける補正比率Δkは、次の数１１に示す
（１３）式で具体的に表すことができる。
【００５３】
【数１１】
【００５４】なお、光増幅装置４kにおけるＡＬＣの出
力設定レベルをｄＢｍ単位で与えている場合には、出力
設定レベルを１０log（１＋Δk）増加させることによっ
て、出力補正を実施できる。また、光増幅装置４kにつ
いての入力光パワー、雑音指数または帯域幅がほぼ決ま
っている場合には、それぞれに対応する値を固定値とし
て、(１２)式あるいは（１３）式に与えて補正比率を計
算してもよい。
【００５５】次に、各光増幅装置４1〜４nでの出力補正
の実施方法について説明する。ＷＤＭ光通信システムに
おいて複数の光増幅装置の出力補正を実施する方法は、
基本的に、システム立ち上げ時の方法と、ＷＤＭ信号光
を中継伝送しているインサービス状態で、使用波長数の
変化に応じて補正値を再計算しそれを反映させる場合の
方法と、に分けて考えることができる。また、それぞれ
の場合について、少なくとも２通りの実施パターンが考
えられる。すなわち、各光増幅装置の出力補正値を計算
した後に、すべての光増幅装置について一斉に出力補正
を実施するパターン（以下、一斉出力補正実施パターン
とする）と、出力補正値の計算及びその実施を上流（送
信側）から下流（受信側）の光増幅装置に向けて逐次実
行していくパターン（以下、逐次出力補正実施パターン
とする）と、である。ここでは、各々の実施パターンに
おける基本動作について説明する。
【００５６】システム立ち上げ時の一斉出力補正実施パ
ターンにおいては、まず、出力補正を実施しないで各光
増幅装置４1〜４nを動作させておく。その状態で上流の
光増幅装置から順に出力補正値の計算のみを実行し、計
算された各補正値を記憶しておく。そして、すべての光
増幅装置の補正値が計算し終わったら、各々の補正値に
従って各光増幅装置の出力設定レベルを一斉に補正す
る。
【００５７】システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パ
ターンにおいては、まず、１段目の光増幅装置４1が、
出力補正値の計算を行いその計算結果に従って出力設定
レベルを補正する。光増幅装置４1の出力補正が完了す
ると、２段目の光増幅装置４2が補正値の計算及び出力
設定レベルの補正を行い、以降、下流の光増幅装置に向
けて同様の処理を逐次実行する。
【００５８】インサービス状態の一斉出力補正実施パタ
ーンにおいては、各光増幅装置４1〜４nを現状の出力補
正値に従って動作させておく。その状態で上流の光増幅
装置から順に出力補正値の再計算のみを実行し、計算さ
れた各補正値を記憶しておく。そして、すべての光増幅
装置の補正値が計算し終わったら、新規に計算した補正
値に従って各光増幅装置の出力設定レベルを一斉に補正
する。
【００５９】インサービス状態の逐次出力補正実施パタ
ーンにおいては、１段目の光増幅装置４1が、出力補正
値の再計算を行いその計算結果に従って出力設定レベル
を補正する。光増幅装置４1の出力補正が完了すると、
２段目の光増幅装置４2が補正値の再計算及び出力設定
レベルの補正を行い、以降、下流の光増幅装置に向けて
同様の処理を逐次実行する。
【００６０】なお、ここでは、補正値を再計算する場合
として、インサービス状態で使用波長数に変化があった
場合を想定した。しかし、この場合以外にも、例えば、
光ファイバ伝送路３が空中などに敷設されたりする場合
は、季節により温度変動等の影響を受けて光ファイバ伝
送路３の損失が変動したりするため、一定時間（期間）
ごとにそのときの入力光パワーに対応した出力補正値を
再計算して再設定することが望まれる。また、各光増幅
装置の入力光パワーが出力補正値を算出した時の値から
一定値以上ずれた場合にも、そのときの入力光パワーに
対応した出力補正値を再計算して再設定するようにして
もよい。
【００６１】上述のようにして、各光増幅装置４1〜４n
についての出力補正を実施することにより、それぞれの
光増幅装置４1〜４nの出力光に含まれる１波長あたりの
信号光パワーが一定に制御されるようになる。
【００６２】具体的な一例として、補正前の出力光設定
レベルが０ｄＢｍ／ｃｈ、雑音指数が７ｄＢ、帯域幅が
３０ｎｍである光増幅装置を、伝送路損失が２５ｄＢの
光ファイバ伝送路を介して６段接続したＷＤＭ光通信シ
ステムの伝送特性を以下に示す。
【００６３】なお、ここでは各光増幅装置における利得
偏差や光ファイバ伝送路のチルト等は無いものと仮定し
て、説明の簡単化を図るものとする。実際には、光増幅
装置の利得偏差等のために各波長間に信号光パワー偏差
が生じるが、このような場合でも各波長ごとの信号光パ
ワーの平均値を考えることにより、上記の仮定を適用し
た場合と同様に扱うことが可能である。
【００６４】図２は、各光増幅装置から出力される１波
長あたりの光パワーの変化を出力補正の有無に応じて示
したレベル図である。横軸は光増幅装置の中継数を示
し、縦軸は１波長あたりの出力光パワー［ｄＢｍ／ｃ
ｈ］を示している。
【００６５】図２に示すように、出力補正ありの場合、
信号光及びＡＳＥ光を加算した出力光パワー（図中の×
印）は、中継数の増加に伴って大きくなる。しかし、出
力光に含まれる信号光のみのパワー（図中の黒三角印）
に着目すると、各光増幅装置の出力において一定レベル
（０ｄＢｍ／ｃｈ）に制御されていることがわかる。こ
れと比較して、従来システムと同様の補正なしの場合に
は、出力光に含まれる信号光パワー（図中の黒菱形印）
は、中継数の増加に伴って小さくなっていく。これは信
号光及びＡＳＥ光を加算した出力光パワーが、一定に制
御されているためである。
【００６６】図３は、各光増幅装置ごとの光ＳＮ比の変
化を示した図である。横軸は光増幅装置の中継数を示
し、縦軸は光ＳＮ比［ｄＢ］を示している。ここでは、
出力補正をしない場合の出力光パワーを０ｄＢｍ／ｃ
ｈ、伝送路損失を２５ｄＢ、光増幅装置の雑音指数を７
ｄＢ、帯域幅を３０ｎｍ、１波伝送の条件で計算を行っ
た。
【００６７】図３に示すように、１段目の光増幅装置の
出力において約２６ｄＢであった光ＳＮ比が、６段目の
光増幅装置の出力において、出力補正なしの場合（図中
の黒菱形印）に約１０ｄＢまで劣化するのに対し、出力
補正ありの場合（図中の黒四角印）には約１８ｄＢとな
っている。
【００６８】このように、第１の基本構成を有するＷＤ
Ｍ光通信システムでは、各光増幅装置４1〜４nについて
出力補正を実施することで、各々の光増幅装置から出力
される信号光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所
要値に保持されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送
特性の向上を図ることができる。これにより、受信側端
局２において優れた受信感度を得ることが可能となる。
【００６９】次に、上述した第１の基本構成を有するＷ
ＤＭ光通信システムの具体的な実施形態について説明す
る。図４は、第１の基本構成を適用した実施形態（１−
１）の構成を示すブロック図である。
【００７０】実施形態（１−１）のＷＤＭ光通信システ
ムは、各光増幅装置の出力補正値を一括して計算し、そ
の結果を各々の光増幅装置に伝達する方式を採ることを
特徴とする。具体的には図４において、複数の光増幅装
置４1〜４nに対して１つの中央局１０が設けられる。こ
の中央局１０内には、例えばワークステーション（Ｗ
Ｓ）等の情報処理装置が備えられていて、該ワークステ
ーションと各光増幅装置４1〜４nとの間で双方向の情報
伝達が行われる。ここでは中央局１０が、図１の基本構
成における補正値算出部５Ｂとしての機能を備える。な
お、光増幅装置４ 1〜４nをグループ化して、各グループ
ごとに中央局を配置することも可能である。
【００７１】各光増幅装置４1〜４nとしては、例えば上
述のＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６や、Ｏ
ＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等で開示した構成
等を、それぞれに対して用いるのが好適である。その具
体的な構成の一例を図５のブロック図に示す。ただし、
本発明に用いられる各光増幅装置の構成はこれに限られ
るものではない。
【００７２】図５に示す光増幅装置は、前段光アンプ４
０および後段光アンプ４１を有する２段構成であって、
各アンプの間に可変光減衰器（ＡＴＴ）４２を備えてい
る。前段アンプ４０及び後段アンプ４１としては、例え
ば、希土類元素ドープファイバを用いた光ファイバ増幅
器などの公知の光増幅器を使用でき、それぞれの動作
は、各ＡＧＣ回路４０Ａ，４１Ａによって利得が一定と
なるように制御されている。
【００７３】可変光減衰器４２は、外部からの信号によ
り光減衰量を変化させることのできる公知の光減衰器と
する。この可変光減衰器４２の光減衰量は、ＡＬＣ回路
４２Ａから出力される信号によって制御される。ＡＬＣ
回路４２Ａは、後段アンプ４１の出力光を光カプラ４２
Ｂで分岐し受光素子（ＰＤ）４２Ｃで光電変換した信号
に基づいて、後段アンプ４１の出力光パワーが出力設定
レベルで一定となるように可変光減衰器４２の光減衰量
を制御する信号を発生する。このとき基準とされる出力
設定レベルは、監視系（ＳＶ）４３からの信号によって
制御され、中央局１０で算出された出力補正値を反映し
たものとされる。具体的には、１波長あたりの出力光パ
ワーをＰｏ、使用波長数をｍとしたとき、ＡＬＣレベル
をｍ×Ｐｏに出力補正値を加えたレベルに設定する。
【００７４】監視系４３は、中央局１０から送られてく
る信号に従って、ＡＬＣの出力設定レベルを制御する信
号をＡＬＣ回路４２Ａに送るとともに、入力光モニタ
（ＭＯＮ）４４で測定された入力光パワー及びメモリ
（ＭＥＭ）４５に記憶された情報を中央局１０に送る。
【００７５】入力光モニタ４４は、前段光アンプ４０へ
の入力光の一部を光カプラ４４Ａで分岐し、その分岐光
をモニタすることでトータル入力光パワーを測定する。
メモリ４５には、本光増幅装置についての、入力光パワ
ーに対応したＮＦ値及び帯域幅があらかじめ記憶されて
いる。なお、光増幅装置において使用波長数をモニタす
る場合には、図示しないが、例えば波長数モニタ等を別
途設け、その結果を監視系４３を介して中央局に送るよ
うにする。
【００７６】ここでは、入力光モニタ４４が、図１の基
本構成における入力光測定部５Ａに相当し、また、ＡＬ
Ｃ回路４２Ａが補正実施部としての機能を有することに
なる。
【００７７】上記のような構成を有するＷＤＭ光通信シ
ステムでは、監視系４３を通じて、各光増幅装置４1〜
４nについての情報（入力光パワーＰTin、雑音指数Ｎ
Ｆ、帯域幅ΔＦ、使用波長数ｍ）が、中央局１０のワー
クステーションに集められる。中央局１０では、上述し
た（９）式より（１３）式を求めたのと同様にして得ら
れる、次の数１２に示す（１４ａ）式及び（１４ｂ）式
を使用して、各光増幅装置４1〜４nについての補正比率
Δ1〜Δnが計算される。
【００７８】
【数１２】
【００７９】ただし、（１４ａ）式は、補正比率算出の
際、まだ出力補正が実施されていない場合に適用され、
（１４ｂ）式は、既に出力補正が実施されている場合に
適用される。
【００８０】なお、各光増幅装置４1〜４nについて、入
力光パワーＰTin、雑音指数ＮＦまたは帯域幅ΔＦの値
がほぼ決まっている場合には、それぞれの値を固定値と
して各式に与えて、各々の補正比率Δ1〜Δnを計算して
もよい。また、入力光パワーに対応したＮＦ値について
は、各光増幅装置の種類ごとに入力光パワーに対するデ
ータベースの形式でメモリ４５にあらかじめ用意してお
くか、あるいは、次の（１５）式で示す一次近似式を用
いて算出することも可能である。
【００８１】 ＮＦk［ｄＢ］＝ａ×｛１０log（ＰTin(k)／ｍ） −１０log（１＋δk-1）｝＋ｂ・・・・（１５） ここで、ａ，ｂは光増幅装置の特性に応じて定まる定数
である。このように一次近似式を用いて入力光パワーに
対応したＮＦ値を求めるようにすれば、メモリ４５の記
憶容量を少なくすることができる。
【００８２】上記のようにして計算された各光増幅装置
４1〜４nの補正比率Δ1〜Δnは、中央局１０から対応す
る光増幅装置４1〜４nの監視系４３に送られる。各光増
幅装置４1〜４nでは、中央局１０からの補正比率Δ1〜
Δnに従って、ＡＬＣの出力設定レベルが補正される。
【００８３】ここで、本ＷＤＭ光通信システムにおける
具体的な出力補正の実施方法を、システム立ち上げ時及
びインサービス時に分けて説明する。システム立ち上げ
時において、実施パターンとして上述の一斉出力補正実
施パターンを適用する場合には、図６のフローチャート
に示すような実施手順となる。
【００８４】まず、図６のステップ１０１（図中Ｓ１０
１で示し、以下同様とする）において、出力補正を実施
しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動作させる。ステ
ップ１０２では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、トー
タル入力光パワーＰTinがモニタされるとともに、各光
増幅装置４1〜４nで使用波長数ｍを検出する場合には、
波長数ｍのモニタも行われる。そして、モニタしたトー
タル入力光パワーＰTi n、それに対応した雑音指数Ｎ
Ｆ、帯域幅ΔＦ及び使用波長数ｍが、各光増幅装置４1
〜４nから中央局１０に伝達される。なお、雑音指数Ｎ
Ｆ、帯域幅ΔＦのデータは中央局１０で用意しておいて
もよい。
【００８５】ステップ１０３では、中央局１０におい
て、各光増幅装置４1〜４nからの情報を基に、（１４
ａ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよ
い）、上流（送信）側の光増幅装置４1から順に、各補
正比率Δ1〜Δnが算出される。この際、δ1，δ2，…δ
k-1…δn-1の値はいずれも０とされる。そして、ステッ
プ１０４で、算出された各補正比率Δ1〜Δnが、対応す
る光増幅装置４1〜４nに伝達され、各々のメモリ４５に
記憶される。
【００８６】各補正比率Δ1〜Δnの伝達が終わると、ス
テップ１０５において、中央局１０から各光増幅装置４
1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが
発信される。そして、ステップ１０６では、各光増幅装
置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ
1〜Δnに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施さ
れる。例えば、出力設定レベルがｄＢｍ単位で与えられ
ているならば、出力設定レベルを１０log（１＋Δ
1〜n）増加させる。上記ステップ１０１〜１０６の一連
の処理により、システム立ち上げ時の一斉出力補正実施
パターンが完了する。
【００８７】また、システム立ち上げ時において、逐次
出力補正実施パターンを適用する場合には、図７のフロ
ーチャートに示すような実施手順となる。まず、図７の
ステップ２０１において、出力補正を実施しない状態で
各光増幅装置４1〜４nを動作させる。そして、次のステ
ップ２０２〜ステップ２０７の一連の処理が、上流側の
光増幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増
幅装置４iとして説明を行う。
【００８８】ステップ２０２では、トータル入力光パワ
ーＰTin(i)がモニタされるとともに、光増幅装置４iで
使用波長数ｍを検出する場合には、波長数ｍのモニタも
行われる。そして、モニタしたトータル入力光パワーＰ
Tin(i)、それに対応した雑音指数ＮＦi、帯域幅ΔＦ及
び使用波長数ｍが光増幅装置４iから中央局１０に伝達
される。
【００８９】ステップ２０３では、中央局１０におい
て、光増幅装置４iからの情報を基に、（１４ａ）式に
従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、δi-1
＝Δi-1として補正比率Δiが算出される。ステップ２０
４では、算出された補正比率Δiが光増幅装置４iに伝達
されメモリ４５に記憶される。そして、ステップ２０５
では、中央局１０から光増幅装置４iに対して、出力補
正の実施を合図するコマンドが発信され、ステップ２０
６では、光増幅装置４iにおいて、メモリ４５に記憶し
た補正比率Δiに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正
が実施される。例えば、出力設定レベルがｄＢｍ単位で
与えられているならば、出力設定レベルを１０log（１
＋Δi）増加させる。
【００９０】次に、ステップ２０７では、出力補正が最
終段の光増幅装置４nまで実施されたか否かが判定され
る。光増幅装置４nまで実施されていない場合には、ス
テップ２０２に戻って次段の光増幅装置についての処理
を繰り返し、出力補正の実施が光増幅装置４nまで終わ
ると、システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パターン
が完了する。
【００９１】なお、ここでは中央局１０が、ステップ２
０４で補正比率を光増幅装置に伝達した後にステップ２
０５で出力補正実施コマンドを発信するようにしたが、
ステップ２０５を省略して補正比率の通知と同時に出力
補正を実施しても構わない。
【００９２】一方、インサービス状態において、一斉出
力補正実施パターンを適用する場合には、図８のフロー
チャートに示すような実施手順となる。図８のステップ
３０１において、インサービス状態の各光増幅装置４1
〜４nは、既に算出された出力補正比率（この値をδ1〜
δnとして表している）に従って動作している。このよ
うな状態にあって、出力補正値の見直し要求が生じた場
合、次のステップ３０２以降の処理が実行される。
【００９３】ステップ３０２では、各光増幅装置４1〜
４nにおいてトータル入力光パワーＰ Tin等がモニタさ
れ、各々の光増幅装置４1〜４nから中央局１０に、トー
タル入力光パワーＰTin、雑音指数ＮＦ、帯域幅ΔＦ及
び波長数ｍが伝達される。
【００９４】ステップ３０３では、中央局１０におい
て、各光増幅装置４1〜４nからの情報を基に、（１４
ｂ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよ
い）、上流（送信）側の光増幅装置４1から順に、各補
正比率Δ1〜Δnが算出される。この際、補正比率δ1〜
δn-1の値としては、前回の設定時にメモリ４５に記憶
させた、現在各光増幅装置４1〜４n-1に設定されている
値を用いる。そして、ステップ３０４では、新たに算出
された各補正比率Δ1〜Δnが、対応する光増幅装置４1
〜４nに伝達され、各々のメモリ４５の記憶データか更
新される。
【００９５】各補正比率Δ1〜Δnの伝達が終わると、ス
テップ３０５において、中央局１０から各光増幅装置４
1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが
発信される。そして、ステップ３０６では、各光増幅装
置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ
1〜Δnに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの再補正が実施
され、各光増幅装置４1〜４nのＡＬＣが再開される。こ
れら一連の動作によりインサービス状態の一斉出力補正
実施パターンが完了する。
【００９６】また、インサービス状態において、逐次出
力補正実施パターンを適用する場合には、図９のフロー
チャートに示すような実施手順となる。図９のステップ
４０１において、インサービス状態の各光増幅装置４1
〜４nは、既に算出された出力補正比率δ1〜δnに従っ
て動作している。そして、出力補正値の見直し要求があ
った場合には、次のステップ４０２〜ステップ４０７の
一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行され
る。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行
う。
【００９７】ステップ４０２では、トータル入力光パワ
ーＰTin(i)等がモニタされる。そして、トータル入力光
パワーＰTin(i)、雑音指数ＮＦ1、帯域幅ΔＦ及び使用
波長数ｍが光増幅装置４iから中央局１０に伝達され
る。
【００９８】ステップ４０３では、中央局１０におい
て、光増幅装置４iからの情報を基に、（１４ｂ）式に
従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、補正比
率Δiが算出される。この際、δi-1の値としては、今回
計算したΔi-1を用いる。ステップ４０４では、新たに
算出された補正比率Δiが光増幅装置４iに伝達され、メ
モリ４５の記憶データが更新される。そして、ステップ
４０５では、中央局１０から光増幅装置４iに対して、
出力補正の実施を合図するコマンドが発信され、ステッ
プ４０６では、光増幅装置４iにおいて、メモリ４５に
記憶した補正比率Δiに従い、ＡＬＣの出力設定レベル
の再補正が実施される。
【００９９】次に、ステップ４０７では、出力設定レベ
ルの再補正が下流側（最終段）の光増幅装置４nまで実
施されたか否かが判定される。光増幅装置４nまで実施
されていない場合には、ステップ２０２に戻って次段の
光増幅装置についての処理を繰り返し、出力補正の実施
が光増幅装置４nまで終わると、インサービス状態の逐
次出力補正実施パターンが完了する。なお、ここでもス
テップ２０５を省略して補正比率の通知と同時に出力補
正を実施しても構わない。
【０１００】上述したように実施形態（１−１）では、
各光増幅装置４1〜４nの出力補正値を中央局１０で一括
して算出するようにしても、各々の光増幅装置から出力
される信号光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所
要値に保持されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送
特性の向上を図ることができる。
【０１０１】次に、第１の基本構成を適用した別の実施
形態（１−２）について説明する。図１０は、実施形態
（１−２）におけるＷＤＭ光通信システムの構成を示す
ブロック図である。
【０１０２】実施形態（１−２）のＷＤＭ光通信システ
ムは、各光増幅装置が自局の出力補正値を算出すること
ができ、前段の光増幅装置で算出された補正値を後段の
光増幅装置に転送していく方式を採ることを特徴とす
る。具体的には図１０において、複数の光増幅装置４1
〜４nそれぞれに補正値算出部（ＣＡＬ）としての機能
が備えられる。
【０１０３】図１１は、各光増幅装置４1〜４nの具体的
な構成の一例を示すブロック図である。図１１の光増幅
装置の構成は、上述の図５に示した光増幅装置の構成に
ついて基本的に補正値算出のための要素を付加したもの
である。具体的には、図５の監視系４３に代えて、ＷＤ
Ｍカプラ４６Ａ、ＯＳＣ用光受信器（ＯＳＣ Ｏ／Ｅ）
４６Ｂ、信号処理回路４６、ＯＳＣ用光送信器（ＯＳＣ
Ｅ／Ｏ）４６Ｃ及びＷＤＭカプラ４６Ｅが設けられ
る。なお、ここでは前段で算出された補正値や波長数等
の転送が、監視制御（ＯＳＣ）信号により行われるもの
とする。この監視制御信号は、中継伝送されるＷＤＭ信
号光の主信号波長とは別の波長を有する光信号であっ
て、主信号光とともに波長多重されて各光増幅装置４1
〜４n間を伝送される。
【０１０４】ＷＤＭカプラ４６Ａは、光ファイバ伝送路
３を通って光増幅装置に入力されたＷＤＭ光から監視制
御信号成分を抽出する光デバイスであって、ここでは光
カプラ４４Ａの前段に配置される。ＯＳＣ用光受信器４
６Ｂは、ＷＤＭカプラ４６Ａで抽出された光信号を受光
して監視制御信号を再生し信号処理回路４６に出力す
る。信号処理回路４６は、ＯＳＣ用光受信器４６Ｂから
の監視制御信号、入力光モニタ４４からのトータル入力
光パワー及びメモリ４５に記憶された雑音指数及び帯域
幅を用いて（１２）式に従い補正比率を算出した後に、
ＡＬＣの出力設定レベルを補正する信号をＡＬＣ回路４
２Ａに送る。算出された補正比率は、メモリ４５に記憶
されるとともに、後段の光増幅装置への監視制御信号と
してＯＳＣ用光送信器４６Ｃに送られる。ＯＳＣ用光送
信器４６Ｃは、信号処理回路４６からの監視制御信号を
光信号に変換してＷＤＭカプラ４６Ｅに出力する。ＷＤ
Ｍカプラ４６Ｅは、ＯＳＣ用光送信器４６Ｃからの出力
光を主信号光に合波する光デバイスであって、ここでは
光カプラ４４Ａの後段に配置される。
【０１０５】ここで、本ＷＤＭ光通信システムにおける
具体的な出力補正の実施方法を、システム立ち上げ時及
びインサービス時に分けて説明する。システム立ち上げ
時において、一斉出力補正実施パターンを適用する場合
には、図１２のフローチャートに示すような実施手順と
なる。
【０１０６】まず、図１２のステップ５０１において、
出力補正を実施しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動
作させる。そして、次のステップ５０２〜ステップ５０
７の一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行さ
れる。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行
う。
【０１０７】ステップ５０２では、前段の光増幅装置４
i-1から送られてくる監視制御信号を受信して、使用波
長数ｍ及び前段で算出された補正比率Δi-1を得る。た
だし、初段（ｉ＝１）の光増幅装置の場合には使用波長
数ｍのみを得るものとする。そして、ステップ５０３で
は、光増幅装置４iへのトータル入力光パワーＰTin(i )
等がモニタされる。
【０１０８】ステップ５０４では、信号処理回路４６に
おいて、ステップ５０２，５０３で得られたデータ並び
にメモリ４５に記憶された対応する雑音指数ＮＦi及び
帯域幅ΔＦを用い（１２）式に従って、δi-1＝０とし
て補正比率Δiが算出される。ステップ５０５では、算
出された補正比率Δiがメモリ４５に記憶される。ステ
ップ５０６では、光増幅装置４iにおける補正比率Δi及
び使用波長数ｍの情報が、監視制御信号として次段の光
増幅装置４i+1に送信される。
【０１０９】そして、ステップ５０７では、補正比率の
算出が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判
定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合に
は、ステップ５０２に戻って次段の光増幅装置について
の処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、次の
ステップ５０８に進む。
【０１１０】ステップ５０８では、各光増幅装置４1〜
４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発
信される。このコマンドは、例えば監視制御信号などを
介して各光増幅装置４1〜４nに瞬時に通知されるように
する。そして、ステップ５０９では、各光増幅装置４1
〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ1〜Δ
nに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施され
る。この際、出力設定レベルがｄＢｍ単位で与えられて
いるならば、出力設定レベルを１０log（１＋Δ1〜n）
増加させる。このようにしてシステム立ち上げ時の一斉
出力補正実施パターンが完了する。
【０１１１】また、システム立ち上げ時において、逐次
出力補正実施パターンを適用する場合には、図１３のフ
ローチャートに示すような実施手順となる。図１３にお
いて、ステップ６０１〜ステップ６０３の各処理は、上
記の一斉出力補正実施パターンを適用した場合のステッ
プ５０１〜ステップ５０３の各処理と同様である。
【０１１２】次のステップ６０４では、信号処理回路４
６において、ステップ５０２，５０３で得られたデータ
並びにメモリ４５に記憶された対応する雑音指数ＮＦi
及び帯域幅ΔＦを用い（１２）式に従って、補正比率Δ
iが算出される。この際、δi -1＝Δi-1として計算が行
われる。ステップ６０５では、算出された補正比率Δi
がメモリ４５に記憶されるとともに、その補正比率Δi
に従ってＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。
さらに、ステップ６０６では、メモリに記憶させた補正
比率Δi及び使用波長数ｍの情報が、監視制御信号とし
て次段の光増幅装置４i+1に送信される。
【０１１３】次に、ステップ６０７では、補正比率の算
出及び出力補正の実施が最終段の光増幅装置４nまで終
わったか否かが判定される。光増幅装置４nまで終わっ
ていない場合には、ステップ６０２に戻って次段の光増
幅装置についての処理を繰り返し、光増幅装置４nまで
終わると、システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パタ
ーンが完了する。
【０１１４】一方、インサービス状態においては、上述
したシステム立ち上げ時の実施手順と比較したとき、最
初のステップ５０１，６０１での各光増幅装置４1〜４n
の動作が、既に算出された出力補正比率δ1〜δnに従っ
ている点が異なるとともに、一斉出力補正実施パターン
を適用する場合には、上述のステップ５０４での補正比
率Δiの算出において、δi-1として用いる値は、前回の
設定時に前段の光増幅装置４i-1のメモリ４５に記憶さ
せたものを転送してもらうか、あるいは、前回の設定時
に光増幅装置４iで受信しメモリ４５に記憶させた前段
の補正比率を用いる点が異なる。上記の点以外のインサ
ービス状態における実施手順は、システム立ち上げ時の
実施手順と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１１５】上述したように実施形態（１−２）では、
各光増幅装置４1〜４nにおいてそれぞれ出力補正値を算
出するようにしても、実施形態（１−１）の場合と同様
の効果を得ることができる。
【０１１６】次に、第１の基本構成を適用したさらに別
の実施形態（１−３）について説明する。実施形態（１
−３）のＷＤＭ光通信システムは、例えば実施形態（１
−２）について、インサービス状態における使用波長数
の変化に対して速やかに出力補正値を設定できるよう
に、出力補正値の算出方法に改良を施したことを特徴と
する。システムの構成自体は、上述の図１０に示した実
施形態（１−２）の場合と同様であるため説明を省略す
る。
【０１１７】実施形態（１−３）では、システムで使用
される最大波長数ｍmaxまでの補正値を事前に各光増幅
装置４1〜４nで算出し、各光増幅装置４1〜４n内のメモ
リ４５に記憶させておき、インサービス状態で使用波長
数が変化したとき、それに対応する波長数の補正値が出
力設定レベルに反映されるようにする。各光増幅装置４
1〜４nで最大波長数ｍmaxまでの補正値が事前に算出で
きるのは、上述の（１２）式における｛ＮＦk−１０log
（ＰTin(k)／ｍ）＋１０log（１＋δk-1）｝の値が使用
波長数によらずに一定となるためである。ある波長数に
おける上記の値が得られれば、その値を固定として（１
２）式で波長数ｍを１波から最大波長数ｍmaxまで順次
代入して、それぞれの波長数に対応した補正比率Δkを
算出することができる。
【０１１８】ここで、例えばｉ段目の光増幅装置４iに
おける補正比率の基本的な算出方法を図１４のフローチ
ャートを用いて説明する。図１４において、ステップ７
０１では、前段の光増幅装置４i-1で算出された、最大
波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応し
た補正比率Δi-1（ｍ）と、現在動作中の波長数ｍ0と、
光増幅装置４i-1で現在実施されている補正比率δ
i-1（ｍ0）とが、例えば監視制御信号などによって、前
段の光増幅装置４i-1からｉ段目の光増幅装置４iに伝達
される。ただし、前段の光増幅装置４i- 1が、新規に算
出した補正比率Δi-1（ｍ0）に従って出力補正を実施し
ている場合には、δi-1（ｍ0）＝Δi-1（ｍ0）となる。
このような場合には、光増幅装置間の転送情報量を減ら
すことが可能である。
【０１１９】ステップ７０２では、光増幅装置４iが、
前段からの監視制御信号を受信して、光増幅装置４i-1
における上記の各情報を得るとともに、光増幅装置４i
へのトータル入力光パワーＰTin(i)がモニタされる。そ
して、ステップ７０３では、トータル入力光パワーＰ
Tin(i)、それに対応した雑音指数ＮＦi、帯域幅ΔＦ及
び前段の光増幅装置４i-1から得た各情報を用い、上述
の（１２）式に従って、現在の波長数ｍ0における補正
比率Δi（ｍ0）だけでなく、最大波長数ｍmaxまでの各
波長数ｍに対応した補正比率Δi（１）〜Δi（ｍmax）
をそれぞれ算出する。そして、ステップ７０４では、算
出された各補正比率Δi（１）〜Δi（ｍmax）の値が、
光増幅装置４iのメモリ４５に記憶される。
【０１２０】ステップ７０５では、光増幅装置４iにお
ける最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）
に対応した補正比率Δi（ｍ）と、現在の波長数ｍ0と、
現在実施されている補正比率δi（ｍ0）とが、次段の光
増幅装置４i+1に送信される。この場合にも、次段への
送信を行う前に、新規に算出した補正比率Δi（ｍ0）に
従った出力設定レベルの補正を実施しているときには、
δi（ｍ0）＝Δi（ｍ0）となる。
【０１２１】上記ステップ７０１〜ステップ７０５の一
連の処理を、上流側の光増幅装置から順次実行すること
により、各光増幅装置４1〜４nの各々のメモリ４５内に
は、１波から最大波長数ｍmaxまでの各波長数に対応し
た補正比率がそれぞれ記憶されるようになる。これによ
り、インサービス状態において使用波長数の変更が生じ
たときには、各光増幅装置４1〜４nのそれぞれが、変更
後の波長数に対応した補正比率をメモリ４５から読み出
し、その読み出した補正比率に従って出力補正値をそれ
ぞれ変更することで、速やかな出力補正の実施が可能と
なる。
【０１２２】なお、上記の方法では、最大波長数ｍmax
までの各波長数に対応した複数の補正比率が各光増幅装
置４1〜４n間で転送されるため、最大波長数ｍmaxが多
くなると転送されるデータ量も非常に多くなる。このよ
うな場合には、次のようにして転送データ量を削減する
ことが可能である。
【０１２３】上述の（１２）式についてｍ×Δk＝ｄkと
すると、（１２）式は次の数１３に示す（１６）式に変
形できる。
【０１２４】
【数１３】
【０１２５】この（１６）式の第２項の値は、トータル
入力光パワーと雑音指数とで決まり、波長数には依存し
ない。よって、ｄk及びｃkの値も波長数に依らない値で
ある。したがって、波長数ｍのときの補正比率は、ｄk
を用いて次の（１７）式で与えられる。
【０１２６】Δk（ｍ）＝ｄk／ｍ ・…（１７） 上記（１７）式の関係より、各光増幅装置間では、現在
の使用波長数ｍ0に対応したｄkの値を転送し、各光増幅
装置は、得られたｄkを最大波長数ｍmaxまでの各波長数
でそれぞれ割って、各波長数に対応する補正比率Δ
k（１）〜Δk（ｍ max）を算出しメモリ４５に記憶させ
ればよい。
【０１２７】例えば、光増幅装置４k-1と光増幅装置４k
の間においては、現在の使用波長数ｍ0と、出力補正値
に関する量ｄk-1と、光増幅装置４k-1で現在実施されて
いる補正比率δk-1とを転送すれば、光増幅装置４kにお
いて各波長数に対応した補正比率を算出できる。また、
光増幅装置４k-1で新規に算出した補正比率に従って既
に出力補正が実施されている場合、すなわち、δk-1＝
Δk-1のときには、δk- 1＝ｄk-1／ｍ0で与えられるの
で、現在の使用波長数ｍ0及びｄk-1のみを光増幅装置４
kに転送すればよい。
【０１２８】このようにして出力補正値に関する量ｄ
k-1を用いることで、光増幅装置間の転送データ量を大
幅に削減することができるようになる。上記のように転
送データの簡略化を図った場合における具体的な出力補
正の実施方法を、一斉出力補正実施パターンを適用した
場合と、逐次出力補正実施パターンを適用した場合とに
分けて説明する。
【０１２９】図１５は、一斉出力補正実施パターンを適
用した場合のフローチャートである。まず、図１５のス
テップ８０１では、システム立ち上げ時などのインサー
ビス状態になる前に、出力補正を実施しない状態で各光
増幅装置４1〜４nを動作させる。そして、次のステップ
８０２〜ステップ８０８の一連の処理が、上流側の光増
幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増幅装
置４iとして説明を行う。
【０１３０】ステップ８０２では、光増幅装置４iが、
前段の光増幅装置４i-1から送られてくる監視制御信号
を受信して、現在の使用波長数ｍ0と、光増幅装置４i-1
の出力補正値に関する量ｄi-1とを得る。そして、ステ
ップ８０３では、光増幅装置４iへのトータル入力光パ
ワーＰTin(i)がモニタされる。
【０１３１】ステップ８０４では、モニタされたトータ
ル入力光パワーＰTin(i)に対応する雑音指数ＮＦi、帯
域幅ΔＦ、波長数ｍ0及び光増幅装置４i-1の出力補正値
に関する量ｄi-1を用い、（１６）式に従って、光増幅
装置４iの出力補正値に関する量ｄiを算出する。この
際、δi-1の値は０とする。次に、ステップ８０５で
は、算出したｄiを用い、（１７）式の関係に従って、
最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対
応する補正比率Δi（ｍ）がそれぞれ計算される。そし
て、ステップ８０６では、各々の補正比率Δi（ｍ）が
光増幅装置４iのメモリ４５に記憶される。ステップ８
０７では、光増幅装置４iの出力補正値に関する量ｄi及
び現在の波長数ｍ0が次段の光増幅装置４i+1に送信され
る。
【０１３２】そして、ステップ８０８では、補正比率の
算出が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判
定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合に
は、ステップ８０２に戻って次段の光増幅装置について
の処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、次の
ステップ８０９に進む。
【０１３３】ステップ８０９では、各光増幅装置４1〜
４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発
信される。そして、ステップ８１０では、各光増幅装置
４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶された各補正比率
のうちの、現在の波長数ｍ0に対応した補正比率Δ1（ｍ
0）〜Δn（ｍ0）に従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補
正が実施される。
【０１３４】そして、インサービス状態となった後、使
用波長数に変更が発生すると、ステップ８１１におい
て、各光増幅装置４1〜４nで変更後の波長数に対応した
補正比率がメモリ４５から読み出され、その補正比率の
設定変更が行われて、再びステップ８０９に戻り出力補
正実施コマンドの発信等が行われる。
【０１３５】図１６は、逐次出力補正実施パターンを適
用した場合のフローチャートである。図１６において、
ステップ９０１〜ステップ９０３の各処理は、上記の一
斉出力補正実施パターンを適用した場合のステップ８０
１〜ステップ８０３の各処理と同様である。次のステッ
プ９０４では、δi-1＝ｄi-1／ｍ0＝Δi-1（ｍ0）とし
て、上記ステップ８０４の場合と同様に（１６）式に従
って、光増幅装置４i- 1の出力補正値に関する量ｄiを算
出する。そして、ステップ９０５では、算出したｄiを
用い、（１７）式の関係に従って、最大波長数ｍmaxま
での各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応する補正比率Δi
（ｍ）がそれぞれ計算され、ステップ９０６で光増幅装
置４iのメモリ４５に記憶される。
【０１３６】次に、ステップ９０７では、現在の波長数
ｍ0に対応する補正比率Δi（ｍ0）に従って、光増幅装
置４iの出力設定レベルの補正が実施される。そして、
ステップ９０８では、光増幅装置４iの出力補正値に関
する量ｄi及び現在の波長数ｍ 0が次段の光増幅装置４
i+1に送信される。
【０１３７】ステップ９０９では、出力補正の実施が最
終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判定され
る。光増幅装置４nまで終わっていない場合には、ステ
ップ９０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を
繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、インサービス
状態に移る。
【０１３８】そして、使用波長数に変更が発生すると、
ステップ９１０において、各光増幅装置４1〜４nで変更
後の波長数に対応した補正比率がメモリ４５から読み出
され、その補正比率に従って出力設定レベルの再補正が
逐次行われる。
【０１３９】なお、上述した各パターンにおける実施方
法では、インサービス状態となる以前に、各光増幅装置
４1〜４nについて１波から最大波長数ｍmaxに対応する
補正比率を設定するようにしたが、このような処理をイ
ンサービス状態となった後に行うことも可能である。こ
の場合には、上記ステップ８０１，９０１での各光増幅
装置４1〜４nの動作が、既に算出された出力補正比率δ
1〜δnに従っている点が異なるとともに、一斉出力補正
実施パターンを適用する場合には、上記のステップ８０
４でのｄiの算出において、δi-1として用いる値は、前
回の設定時に前段の光増幅装置４i-1のメモリ４５に記
憶させた旧ｄi-1を転送してもらうか、あるいは、前回
の設定時に光増幅装置４iで受信しメモリ４５に記憶さ
せた前段の旧ｄi-1を用い、δi-1＝旧ｄi-1／ｍ0とする
点が異なる。上記の点以外のインサービス状態における
実施手順は、システム立ち上げ時の実施手順と同様であ
るため説明を省略する。
【０１４０】上述したように実施形態（１−３）によれ
ば、インサービス状態における波長数の変更に対して速
やかな出力補正の実施が可能となる。また、（１６）式
で表される出力補正値に関する量ｄを適用することによ
り、各光増幅装置間で転送されるデータ量の低減を図る
ことが可能である。
【０１４１】次に、第１の基本構成を適用したさらに別
の実施形態（１−４）について説明する。実施形態（１
−４）のＷＤＭ光通信システムは、複数の光増幅装置４
1〜４nの雑音指数や帯域幅等に関する特性がほぼ揃って
いて、かつ、各光増幅装置４1〜４nへの入力光パワーが
大きく変化しないようなシステムに対して、出力補正値
を２次元テーブルの形式で各光増幅装置４1〜４nのメモ
リに用意しておくことを特徴とするものである。システ
ムの構成自体は、上述の図１に示した実施形態（１−
１）の場合や、図１０に示した実施形態（１−２）の場
合と同様である。
【０１４２】実施形態（１−４）では、例えば、同種の
光増幅装置を用いるなどして、比較的特性の揃った複数
の光増幅装置４1〜４nが実現される。このような光増幅
装置４1〜４nを用い、また、各光増幅装置４1〜４nへの
入力光パワーが大きく変化しないようなシステム条件下
にあっては、各光増幅装置４1〜４nにおける出力補正値
を、光増幅装置の中継段数と波長数とによる２次元のテ
ーブルの形式で与えることが可能となる。したがって、
上記のような出力補正値の２次元テーブルを各光増幅装
置４1〜４nのメモリ４５にそれぞれ記憶させておき、そ
れぞれの光増幅装置が何段目に配置されているかと使用
波長数とを、監視系などを介して各光増幅装置４1〜４n
に通知してやることで、各光増幅装置４1〜４nは、メモ
リ４５に記憶された補正値テーブルから、通知された情
報に該当するデータを読み出して、出力補正値を設定で
きるようになる。
【０１４３】上記の補正値テーブルは、上述の（１２）
式から求めることができる。ここでは、例えば、各光増
幅装置４1〜４nへの１波長あたりの入力光パワーを−２
５ｄＢｍとし、このときの各光増幅装置の雑音指数を７
ｄＢ、帯域幅を３０ｎｍとした場合に与えられる補正値
テーブルを、次の表１に示しておく。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】上記の表１に示した各数値は、ｄＢ単位で
表した１波長あたりの出力補正値を示し、例えば、２段
目に設置された光増幅装置４2であって２波で動作して
いる時には、出力補正値が２．５ｄＢとなる。このた
め、光増幅装置４2の出力設定レベルは、例えば基準値
が０ｄＢｍ／ｃｈのときには、その基準値を２．５ｄＢ
補正して、２．５ｄＢｍ／ｃｈに設定される。
【０１４６】このように実施形態（１−４）によれば、
特性の揃った光増幅装置を用いるとともに、入力光パワ
ーの変化が小さいシステムにあっては、各光増幅装置４
1〜４nに対する出力補正値を２次元テーブルの形式であ
らかじめ用意しておくことができるため、複数の光増幅
装置について個々に出力補正値を算出する必要がなくな
り、ＷＤＭ光通信システムの構成をより簡略なものにで
きる。
【０１４７】次に、本発明に係るＷＤＭ光通信システム
の第２の基本構成について説明する。第２の基本構成を
有するＷＤＭ光通信システムでは、複数の光増幅装置の
それぞれにおいて、出力光に含まれる信号光パワーまた
は光増幅装置から得られる光信号に含まれるＡＳＥ光パ
ワーが実際にモニタされ、そのモニタ値に基づいてＡＬ
Ｃの出力設定レベルの補正が実施される。
【０１４８】図１７は、第２の基本構成のＷＤＭ光通信
システムに適用される光増幅装置の構成例を示すブロッ
ク図である。この光増幅装置の構成は、上述の図２１に
示したＷＤＭ光通信システムの各光増幅装置に適用され
る。
【０１４９】図１７に示す光増幅装置の基本構成は、光
増幅部５０、光測定部５１及び補正実施部５２を有す
る。光増幅部５０は、例えば希土類元素ドープファイバ
を用いた光ファイバ増幅器などの公知の光増幅器とする
ことができる。光測定部５１は、光増幅部５０の出力光
を分岐して得た分岐光に含まれる信号光またはＡＳＥ光
のパワーを測定できる後述するような各種の構成とする
ことが可能である。補正実施部５２は、光測定部５１の
測定結果に基づいて、光増幅部５０における出力設定レ
ベルの補正を実施するものである。
【０１５０】このような第２の基本構成を有するＷＤＭ
光通信システムの具体的な実施形態について説明する。
図１８は、第２の基本構成を適用した実施形態（２−
１）における光増幅装置の構成例を示すブロック図であ
る。
【０１５１】図１８の光増幅装置は、光増幅部５０、光
分岐部５１Ａ、光フィルタ（ＦＩＬ）５１Ｂ、受光素子
（ＰＤ）５１Ｃ及び信号処理部５２Ａを有する。光分岐
部５１Ａは、ここでは光増幅部５０の後段に挿入され、
光増幅部５０からの出力光の一部を分岐して光フィルタ
５１Ｂに送る一般的な光デバイスである。なお、光分岐
部５１Ａの挿入位置は、光増幅部５０の後段に限らず、
光増幅部５０の出力端より前方としてもよい。これは、
光増幅部５０で発生するＡＳＥ光が出力端方向だけでな
く任意の方向に伝搬するという事実に基づき可能となる
ものである。
【０１５２】光フィルタ５１Ｂは、透過帯域が信号光の
波長帯を除いた光増幅部５０の帯域内にあって、その透
過帯域でのＡＳＥ光成分のみを抽出することが可能であ
る。具体的には、透過帯域の中心波長が信号光波長間ま
たは信号光波長外の波長に位置するような光フィルタを
用いることができる。図１９には、中心波長が信号光波
長間に位置する場合の透過特性を模式的に示しておく。
【０１５３】受光素子５１Ｃは、光フィルタ５１Ｂで抽
出されたＡＳＥ光を電気信号に変換し、モニタ値Ｐomon
として信号処理部５２Ａに出力する。信号処理部５２Ａ
は、受光素子５１Ｃからのモニタ値Ｐomonと、あらかじ
め記憶された光フィルタ５１Ｂの透過帯域幅ΔｆFIL及
び光増幅部５０の帯域幅Δｆとを用い、次の（１８）式
に従って、ＡＳＥ光パワーＰASEを求める。
【０１５４】ＰASE＝Ｋ・Δｆ／ΔｆFIL ・…（１８） ここで、Ｋは比例係数とする。そして、信号処理部５２
Ａは、光増幅部５０におけるＡＬＣの出力設定レベルが
出力基準値に前記ＡＳＥ光パワーＰASEを加えた値とな
るように設定するための信号を生成して、光増幅部５０
に出力する。ここでの出力基準値は、１波長あたりの出
力信号光パワーの設定値Ｐoutsig1及び使用波長数ｍを
用いて、ｍ×Ｐoutsig1で与えられる値であって、監視
系（ＳＶ）などを介して信号処理部５４に伝達される。
【０１５５】このように実施形態（２−１）のＷＤＭ光
通信システムでは、複数の光増幅装置のそれぞれにおい
て、実際にＡＳＥ光パワーＰASEを測定し、光増幅部５
０の出力設定レベルをｍ×Ｐoutsig1＋ＰASEに設定して
やることにより、各々の光増幅装置から出力される信号
光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所要値に保持
されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送特性の向上
を図ることができる。
【０１５６】次に、第２の基本構成を有するＷＤＭ光通
信システムの他の実施形態（２−２）について説明す
る。図２０は、実施形態（２−２）における光増幅装置
の構成例を示すブロック図である。
【０１５７】実施形態（２−２）の光増幅装置は、光測
定部５１として光スペクトルアナライザを用い、光増幅
装置の出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーを
測定し、その測定結果をＡＬＣの出力設定レベルに反映
させるようにしたものである。図２０においては、例え
ば、上述のＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６
や、ＯＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等で開示さ
れた構成（図５等を参照）について、後段光アンプ４１
の出力光の一部を光分岐回路５１Ｄで分岐し、その分岐
光を光スペクトルアナライザ（ＳＰ）５１Ｅに入力して
出力光のスペクトルを測定し、１波長あたりの平均信号
光パワーを検出する。そして、その検出結果に応じて、
光アンプ４１からの出力光に含まれる１波長あたりの信
号光パワーが所要の一定値となるように、可変光減衰器
４２の光減衰量がＡＬＣ回路４２Ａからの信号に従って
制御される。
【０１５８】このように実施形態（２−２）のＷＤＭ光
通信システムでは、各光増幅装置において実際に１波長
あたりの信号光パワーを測定し、その値が一定となるよ
うにＡＬＣの出力設定レベルを制御してやることによっ
ても、ＷＤＭ信号光の伝送特性を向上させることができ
る。
【０１５９】なお、上述した各実施形態ではＷＤＭ光通
信システムについて説明を行ったが、本発明はＷＤＭ光
通信システムとしてだけでなく、出力補正機能を備えた
光増幅装置としても有効であることは明らかである。
【０１６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光増幅
装置の出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーを
波長数に拘わらず一定に保つ出力補正を実施したことに
よって、ＷＤＭ光通信システムにおける伝送特性の向上
を図ることができ、受信側の端局において優れた受信感
度を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＷＤＭ光通信システムの第１の基
本構成を示すブロック図である。
【図２】第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システム
の各光増幅装置から出力される１波長あたりの光パワー
の変化を示したレベル図である。
【図３】第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システム
の各光増幅装置ごとの光ＳＮ比の変化を示した図であ
る。
【図４】実施形態（１−１）のＷＤＭ光通信システムの
構成を示すブロック図である。
【図５】同上実施形態（１−１）に用いられる光増幅装
置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図６】同上実施形態（１−１）について、システム立
ち上げ時に一斉出力補正実施パターンを適用した場合の
補正実施方法を示すフローチャートである。
【図７】同上実施形態（１−１）について、システム立
ち上げ時に逐次出力補正実施パターンを適用した場合の
補正実施方法を示すフローチャートである。
【図８】同上実施形態（１−１）について、インサービ
ス状態で一斉出力補正実施パターンを適用した場合の補
正実施方法を示すフローチャートである。
【図９】同上実施形態（１−１）について、インサービ
ス状態で逐次出力補正実施パターンを適用した場合の補
正実施方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態（１−２）のＷＤＭ光通信システム
の構成を示すブロック図である。
【図１１】同上実施形態（１−２）に用いられる光増幅
装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】同上実施形態（１−２）について、システム
立ち上げ時に一斉出力補正実施パターンを適用した場合
の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１３】同上実施形態（１−２）について、システム
立ち上げ時に逐次出力補正実施パターンを適用した場合
の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態（１−３）における補正比率の基本
的な算出方法を示すフローチャートである。
【図１５】同上実施形態（１−３）について、一斉出力
補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示す
フローチャートである。
【図１６】同上実施形態（１−３）について、逐次出力
補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示す
フローチャートである。
【図１７】本発明に係る第２の基本構成のＷＤＭ光通信
システムに適用される光増幅装置の構成例を示すブロッ
ク図である。
【図１８】実施形態（２−１）に用いられる光増幅装置
の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】同上実施形態（２−１）に用いられる光フィ
ルタの特性を説明する図である。
【図２０】実施形態（２−２）に用いられる光増幅装置
の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】一般的なＷＤＭ光通信システムの構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
１，２…端局 ３…光ファイバ伝送路 ４1〜４n…光増幅装置 ５Ａ…入力光測定部（ＭＯＮ） ５Ｂ…補正値算出部（ＣＡＬ） ５Ｃ…補正実施部（ＥＸＥ） １０…中央局 ４０…前段アンプ ４１…後段アンプ ４２…可変光減衰器（ＡＴＴ） ４２Ａ…ＡＬＣ回路 ４３…監視系（ＳＶ） ４５…メモリ（ＭＥＭ） ４６…信号処理回路 ５０…光増幅部 ５１…光測定部 ５１Ｂ…光フィルタ（ＦＩＬ） ５１Ｅ…光スペクトルアナライザ（ＳＰ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】波長多重信号光を一括して増幅可能な少な
    くとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システ
    ムにおいて、 出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅
    装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワ
    ーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるよう
    に、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー
    制御手段を備えて構成されたことを特徴とする波長多重
    光通信システム。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記出力信号光パワー制御手段が、 前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部
    と、 該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅
    装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増
    幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光
    増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装
    置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させる
    ための出力補正値を算出する補正値算出部と、 該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記
    光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補
    正実施部と、 を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記入力光測定部及び前記補正実施部が、複数の光増幅
    装置ごとにそれぞれ設けられ、 前記補正値算出部が、複数の光増幅装置に対して少なく
    とも1つ設けられ、各光増幅装置からそれぞれ伝達され
    る入力光パワー、雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の
    波長数に基づいて、各々の光増幅装置についての前記出
    力補正値を一括して算出し、該算出した各出力補正値を
    対応する光増幅装置の前記補正実施部に通知する構成と
    したことを特徴とする波長多重光通信システム。
  4. 【請求項４】請求項３に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記補正値算出部が、前記各々の光増幅装置についての
    出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正
    量の比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅
    装置についての前記補正比率Δkは、入力光パワー測定
    時にｉ段目の光増幅装置に対して実施されていた補正比
    率をδi、トータル入力光パワーをＰTin (i)、該トータ
    ル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦi、帯域幅を
    Δｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとし
    たとき、 【数１】 で与えられることを特徴とする波長多重光通信システ
    ム。
  5. 【請求項５】請求項３または４に記載の波長多重光通信
    システムであって、 前記補正値算出部と前記各光増幅装置との間で行われる
    情報の伝達は、前記波長多重信号光に含まれる主信号光
    の波長とは異なる波長の光信号によって行われる構成と
    したことを特徴とする波長多重光通信システム。
  6. 【請求項６】請求項２に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記出力信号光パワー制御手段が、複数の光増幅装置ご
    とにそれぞれ設けられるとともに、 該各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段
    の光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増
    幅装置についての、前記入力光測定部で測定された入力
    光パワー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域
    幅、並びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装
    置についての前記出力補正値を算出し、該算出した出力
    補正値を、前記補正実施部に通知すると同時に、後段の
    光増幅装置の補正値算出部に伝達する構成として、光送
    信局側の光増幅装置から光受信局側の光増幅装置に向け
    て出力補正値が順次設定されることを特徴とする波長多
    重光通信システム。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力
    補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の
    比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅装置
    についての前記補正比率Δkは、入力光パワー測定時に
    前段の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδ
    k-1、トータル入力光パワーをＰTin(k)、該トータル入
    力光パワーに対応した雑音指数をＮＦk、帯域幅をΔ
    ｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとした
    とき、 【数２】 で与えられることを特徴とする波長多重光通信システ
    ム。
  8. 【請求項８】請求項６に記載の波長多重光通信システム
    であって、 前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力
    補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の
    比である補正比率Δに信号光の波長数を乗算した値ｄを
    算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記値ｄkは、
    入力光パワー測定時に前段の光増幅装置に対して実施さ
    れていた補正比率をδk-1、トータル入力光パワーをＰ
    Tin(k)、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数を
    ＮＦk、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネ
    ルギーをｈνとしたとき、 【数３】 で与えられ、かつ、後段の光増幅装置の補正値算出部に
    は、１つの波長数について算出した値ｄのみを自局の出
    力補正値として伝達することを特徴とする波長多重光通
    信システム。
  9. 【請求項９】請求項６〜８のいずれか１つに記載の波長
    多重光通信システムであって、 複数の光増幅装置にそれぞれ設けられた前記各補正値算
    出部の間で行われる情報の伝達は、前記波長多重信号光
    に含まれる主信号光の波長とは異なる波長の光信号によ
    って行われる構成としたことを特徴とする波長多重光通
    信システム。
  10. 【請求項１０】請求項２〜９のいずれか１つに記載の波
    長多重光通信システムであって、 前記補正値算出部で用いられる、前記光増幅装置の前記
    入力光パワーに対応した雑音指数が、一次近似式に従っ
    て与えられることを特徴とする波長多重光通信システ
    ム。
  11. 【請求項１１】請求項２〜１０のいずれか１つに記載の
    波長多重光通信システムであって、 前記補正値算出部が、一定時間ごとに前記出力補正値を
    再計算して前記補正実施部に伝える構成としたことを特
    徴とする波長多重光通信システム。
  12. 【請求項１２】請求項２〜１０のいずれか１つに記載の
    波長多重光通信システムであって、 前記補正値算出部は、前記入力光測定部で測定された入
    力光パワーが、その直前に出力補正値を算出したときの
    値から一定値以上ずれた場合に、前記出力補正値を再計
    算して前記補正実施部に伝える構成としたことを特徴と
    する波長多重光通信システム。
  13. 【請求項１３】請求項２〜１２のいずれか１つに記載の
    波長多重光通信システムであって、 前記補正値算出部が、設定可能な最大波長数までの各波
    長数に対応した前記出力補正値をそれぞれ算出して記憶
    し、波長数に変更が生じた時に、変更後の波長数に該当
    する前記出力補正値を読み出して前記補正実施部に伝え
    る構成としたことを特徴とする波長多重光通信システ
    ム。
  14. 【請求項１４】請求項１に記載の波長多重光通信システ
    ムであって、 前記出力信号光パワー制御手段が、 システムに想定される信号光の波長数と光増幅装置の光
    送信局側からの段数との組合せに対応させて予め算出し
    た出力補正値を記憶させる補正値記憶部と、 前記光増幅装置に対して、現在の信号光の波長数と自局
    の光送信局側からの段数とに関する情報を通知する設定
    通知部と、 該設定通知部からの情報に該当する出力補正値を前記補
    正値記憶部から読み出し、該出力補正値に従って前記光
    増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正
    実施部と、 を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
  15. 【請求項１５】請求項１４に記載の波長多重光通信シス
    テムであって、 前記補正値記憶部が、前記出力補正値として、補正前の
    出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率を
    記憶し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δ
    kは、予め設定したｉ段目に対する１波長あたりの平均
    入力信号光パワーをＰinsig(i)、該平均入力信号光パワ
    ーに対応した雑音指数をＮＦi、帯域幅をΔｆ、信号光
    の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、 【数４】 で与えられることを特徴とする波長多重光通信システ
    ム。
  16. 【請求項１６】請求項１４または１５に記載の波長多重
    光通信システムであって、 前記設定通知部と前記光増幅装置との間で行われる情報
    の伝達は、前記波長多重信号光に含まれる主信号光の波
    長とは異なる波長の光信号によって行われる構成とした
    ことを特徴とする波長多重光通信システム。
  17. 【請求項１７】請求項１に記載の波長多重光通信システ
    ムであって、 前記出力信号光パワー制御手段が、 前記光増幅装置から出力される１波長あたりの信号光パ
    ワー及び前記光増幅装置で発生する雑音光パワーの少な
    くとも一方を測定可能な光測定部と、 該光測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅装置の出
    力設定レベルの補正を実施する補正実施部と、 を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
  18. 【請求項１８】請求項１７に記載の波長多重光通信シス
    テムであって、 前記光測定部が、信号光の波長帯を除いた前記光増幅装
    置の帯域内に透過帯域を有していて前記光増幅装置から
    得た分岐光に含まれる雑音光の一部を抽出する光フィル
    タと、該光フィルタの透過光を基に、前記光増幅装置で
    発生する雑音光パワーを検出する雑音光検出器とを備
    え、 前記補正実施部が、前記光増幅装置の出力設定レベルを
    前記雑音光検出器で検出された雑音光パワーだけ増加さ
    せる補正を実施する構成としたことを特徴とする波長多
    重光通信システム。
  19. 【請求項１９】請求項１７に記載の波長多重光通信シス
    テムであって、 前記光測定部が、前記光増幅装置の出力光のスペクトル
    を測定する光スペクトル測定器と、該光スペクトル測定
    器の測定結果を基に、前記出力光に含まれる１波長あた
    りの平均信号光パワーを検出する信号光検出器とを備
    え、 前記補正実施部が、前記信号光検出器で検出された信号
    光パワーが一定値となるように、前記光増幅装置の出力
    設定レベルを補正する構成としたことを特徴とする波長
    多重光通信システム。
  20. 【請求項２０】波長多重信号光を一括して増幅可能であ
    り、出力光が所定の出力設定レベルに制御された光増幅
    装置において、 前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、
    信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、光増
    幅動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備えて構
    成されたことを特徴とする光増幅装置。
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