JP2004112437A - 利得等化装置とｗｄｍ光中継システム - Google Patents
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Abstract
【課題】自動制御で光伝送路の利得傾斜特性を最適化する。
【解決手段】利得等化装置１は、入力されるＷＤＭ光信号から、平均光パワーと、監視波長光パワーとを検出し、平均光パワーと監視波長光パワーとから利得傾斜量を検出し、検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号を出力するよう可変利得等化器１１０を制御する。さらに、利得等化装置１は、後段に接続される光増幅器２の、光パワーに依存する利得傾斜変化量を検出して、この利得傾斜変化量を相殺するよう可変利得等化器１１０を制御する。波長ごとの光パワーが常に一定に保たれ、波長ごとの伝送特性が均一なＷＤＭ光中継システムが実現される。
【選択図】 図１
【解決手段】利得等化装置１は、入力されるＷＤＭ光信号から、平均光パワーと、監視波長光パワーとを検出し、平均光パワーと監視波長光パワーとから利得傾斜量を検出し、検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号を出力するよう可変利得等化器１１０を制御する。さらに、利得等化装置１は、後段に接続される光増幅器２の、光パワーに依存する利得傾斜変化量を検出して、この利得傾斜変化量を相殺するよう可変利得等化器１１０を制御する。波長ごとの光パワーが常に一定に保たれ、波長ごとの伝送特性が均一なＷＤＭ光中継システムが実現される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（ＷＤＭ）信号の利得特性を等化する利得等化装置と、この利得等化装置を利用したＷＤＭ光中継システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＷＤＭ光中継システムにおいて、その利得特性は、中継器製造時の特性バラツキやケーブルの製造時の特性バラツキに起因して、伝送路毎、あるいは、伝送区間毎に異なる。特に、海底光ケーブルシステムでは、海底での温度変化による中継器とケーブルの特性変化および経年劣化による特性変化により、システムの利得特性が変動する。これに対処するため、これらの諸特性を均一になるように管理したり、システムマージンを見込んだ設計により固定の利得等化器により、この利得特性の変動に対処してきた。また、これに対処するため、出力されるＷＤＭ信号光の利得平坦度が変化しないように光増幅器を励起する光源を制御する利得等化器がある。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】
特開２００１−２６８０１４号公報（第３−４頁、図１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような、システムマージンを見込んでの固定の利得等化器による、利得特性の変動を対処する方法では、マージンを十分にとるので、伝送路の設計が困難であるとともに、伝送路の経済性が欠けるという課題を有している。
【０００４】
また、特開平２００１−２６８０１４号公報に開示されている利得等化器は、光増幅器の出力側で２波長を監視して利得傾斜を求め、この利得傾斜を無くするようフィードバック制御するもので、更なる制御の簡単化が望まれるという課題を有する。
【０００５】
本発明の目的は、従来のこの様な課題を解決するため、簡単な自動制御によりＷＤＭ光中継システムの利得特性を変更して最適化する技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号の反転利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、後段に接続される光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号から、波長当たりの平均光パワーを検出する平均光パワー検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、予め定められた監視波長の光の監視波長光パワーを検出する監視波長光パワー検出手段と、
前記監視波長光パワー検出手段により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出手段により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から、前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準光平均パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、前記利得傾斜変化量検出部は、前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、この光増幅器の利得傾斜変化量を検出することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、前記波長フィルタは、透過型の波長選択グレーティングであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムは、入力光伝送路と利得等化装置と光増幅器と出力光伝送路が縦続に接続されて構成されるＷＤＭ光中継システムであって、
前記利得等化装置が、
可変利得等化器を備え、
入力光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと後段に接続される前記光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と前記光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、前記光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される前記光増幅器に送り、
前記光増幅器は、前記利得等化装置から利得傾斜量が変更されたＷＤＭ光信号を受けて、このＷＤＭ光信号を増幅して出力伝送路へ出力することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による利得等化装置と、この利得等化装置によるＷＤＭ光中継システムとの、実施形態の構成ブロック図である。
【００１６】
図１を参照して、本発明の実施形態によるＷＤＭ光中継システムは、光伝送路２００と、光伝送路２００から、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重された波長多重光信号（以降、ＷＤＭ光信号）を入力して利得等化しＷＤＭ光信号を出力する利得等化装置１と、利得等化装置１からのＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路２０１と、光伝送路２０１からのＷＤＭ光信号を光増幅して出力する光増幅器２と、光増幅器２からＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路２０２とを有す。
【００１７】
利得等化装置１は、第１光分岐カプラ１０と、第２光分岐カプラ２０と、平均光パワー検出部３０と、監視波長光パワー検出部４０と、傾斜量検出部５０と、傾斜変化量検出部６０と、比較回路７０と、ゲート８０と、等化器傾斜量決定部９０と、制御回路１００と、可変利得等化器１１０とを有して構成される。
【００１８】
第１光分岐カプラ１０は、光伝送路２００から、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００１９】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００２０】
平均光パワー検出部３０は、第１フォトダイオード３１と、平均光パワー演算部３２とを有して構成される。
【００２１】
第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００２２】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００２３】
監視波長光パワー検出部４０は、波長フィルタ４１と第２フォトダイオード４２と有して構成される。
【００２４】
波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、予め定められた監視波長λｓの光のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。波長フィルタ４１は、例えば、透過型の波長選択グレーティングである。
【００２５】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの光パワー値Ｐｓ（以降、監視波長光パワー値Ｐｓと呼ぶ）を求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００２６】
傾斜量検出部５０は、第１差分回路５１と傾斜量演算部５２とを有して構成される。
【００２７】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００２８】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５１からの第１差値ΔＰｓａｖにより、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩを演算し、この利得傾斜量ＫＩを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００２９】
傾斜変化量検出部６０は、第２差分回路６１と、傾斜変化量演算部６２とを有して構成される
傾斜変化量検出部６０の第２差分回路６１は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと参照のための予め定められた標準平均光パワー値Ｐｒとの差を演算し第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）を求め、この第２差値ΔＰａｖｒを傾斜変化量演算部６２に送る。ここで、標準平均光パワー値Ｐｒは、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖに対する参照基準である。
【００３０】
傾斜変化量演算部６２は、後述する光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、第２差分回路６１から第２差値ΔＰａｖｒを受けると、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルを参照して、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを求め、この光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒをゲート８０に送る。
【００３１】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較し、両者が不一致のとき、ゲート８０を開けるための開信号を生成しゲート８０に送るとともに、両者が一致のとき、ゲート８０を閉じるための閉信号を生成しゲート８０に送る。
【００３２】
ゲート８０は、比較回路７０からの開信号により、ゲートを開け、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを等化器傾斜量決定部９０に送る。また、ゲート８０は、比較回路７０からの閉信号により、ゲートを閉じ、傾斜変化量演算部６２からの等化器傾斜量決定部９０への入力を禁止する。
【００３３】
等化器傾斜量決定部９０は、平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの両者が一致のとき、傾斜量演算部５１からの利得傾斜量ＫＩのみを受け、この利得傾斜量ＫＩから、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥを制御回路１００に送るとともに、平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが不一致のとき、傾斜量演算部５１からの利得傾斜量ＫＩと、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒとを受け、利得傾斜量ＫＩと光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒとから、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥを制御回路１００に送る。
【００３４】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０からの等化器損失傾斜量ＫＥに基づいて、可変利得等化器１１０を制御する制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００３５】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、第１光分岐カプラ１０から入力されるＷＤＭ光信号の各波長に対する光減衰量を可変し、波長に対する損失傾斜特性を変更する。そして、可変利得等化器１１０は損失傾斜特性が変更されたＷＤＭ光信号を光増幅器２に送る。
【００３６】
光増幅器２は、ＷＤＭ光信号を増幅するもので、可変利得等化器１１０により損失傾斜特性が変更されたＷＤＭ光信号を増幅して、伝送路２０２に送信する。光増幅器２は、例えば、希土類添加光ファイバ増幅器で構成される。この光増幅器は、図４（ａ）に示されるように、入力されるＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖに依存する利得傾斜特性を有す。すなわち、平均光パワー値Ｐａｖが、標準平均光パワー値ＰｒからΔＰａｖｒだけ変化すると、光増幅器の利得傾斜量ＫＡがｋｒからｋｒ＋Δｋｒに変化する。ここで、ｋｒは、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光信号が光増幅器へ入力されるときの光増幅器の標準利得傾斜量で、Δｋｒは、増幅器の利得傾斜量の変化量（以降、利得傾斜変化量）である。
図４（ｂ）は、光増幅器利得傾斜変化特性を示す図で、増幅器の利得傾斜変化量Δｋｒと、標準平均光パワー値Ｐｒからの平均光パワー値Ｐａｖの差である第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）との関係を示す。傾斜変化量演算部６２の光増幅器利得傾斜変化量テーブルは、この光増幅器利得傾斜変化特性がテーブル化されている。
【００３７】
次に、本発明の実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
まず、利得等化装置１に入力されるＷＤＭ光信号と、監視波長λｓについて説明する。
【００３９】
説明の便宜上、入力されるＷＤＭ光信号は、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重された光信号で、波長λ１、〜、λｎの添え字の順番に波長が長くなると仮定する。監視波長λｓは、波長λ１、〜、λｎの内のいづれの波長でもよいが、ここでは、波長λｎであるように予め定められている。このため、フィルタ４１は、監視波長λｓ＝λｎのみを通過するようバンド幅が設定されている。
【００４０】
次に、動作の説明を図２と、図３を参照して説明する。
【００４１】
図２は、動作を説明するための図で、図３は、各部の傾斜特性を示す図である。
【００４２】
ＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒに一致している場合と不一致の場合とに分けて動作を説明する。
【００４３】
＜平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが一致する場合＞
利得等化装置１に、図３（ａ）の特性▲１▼−１で示されるような、波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力される。このＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒと一致している。
【００４４】
第１光分岐カプラ１０は、このＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００４５】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００４６】
平均光パワー検出部３０の第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００４７】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００４８】
一方、監視波長光パワー検出部４０の波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、波長λｎの光、すなわち監視波長λｓ＝λｎの光、のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。
【００４９】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓ＝λｎの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの監視波長光パワー値Ｐｓを求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００５０】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００５１】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５０からの第１差値ΔＰｓａｖを使い、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩ＝ｋを演算し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを等化器傾斜量決定部９０に送る。ここで、傾斜量演算部５２は、ＷＤＭ光信号の利得波長特性が、波長の増加とともに利得傾斜量が線形に変化する場合には、正確な利得傾斜量を演算し、一方、ＷＤＭ光信号の利得波長特性が、波長の増加とともに利得傾斜量が略線形で変化する場合には、近似の利得傾斜量を演算する。
【００５２】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較する。比較した結果、ここでは、両者が一致しているので、ゲート８０を閉じるための閉信号を生成しゲート８０に送る。
【００５３】
ゲート８０は、比較回路７０からの閉信号により、ゲートを閉じ、傾斜変化量演算部６２からの等化器傾斜量決定部９０への入力を禁止する。
【００５４】
等化器傾斜量決定部９０は、傾斜変化量演算部６２からの入力はないので、傾斜量演算部５２からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのみを受け、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、予め定められた傾斜反転係数Ｃ＝−２を掛けて、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを制御回路１００に送る。
【００５５】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０から等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを受け、可変利得等化器１１０に等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを持たせるように各波長に対する光減衰量を変更するための制御信号を生成し、この制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００５６】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、各波長に対する光減衰量を変えて、損失波長特性を変更する。このとき、可変利得等化器１１０は、図３（ａ）の特性▲２▼−１に示されるように、等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋの損失波長特性を有するよう制御される。そして、可変利得等化器１１０は、第１光分岐カプラ１０からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのＷＤＭ光信号を入力し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを変更して、図３（ａ）の特性▲３▼−１に示されるような利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋを有するＷＤＭ光信を出力し光増幅器２に送る。ここで、利得傾斜量ＫＥＯは、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、可変利得等化器１１０の等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを加算した値＝−ｋである。したがって、可変利得等化器１１０は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋを反転して得られる利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を出力する。
【００５７】
すなわち、可変利得等化器１１０は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量のＷＤＭ光信号を出力する。
【００５８】
光増幅器２は、可変利得等化器１１０から、利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を受け、光増幅して伝送路に出力する。このとき、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均パワー値Ｐａｖは、光増幅器２の標準平均光パワー値Ｐｒと一致しているので、光増幅器２の利得傾斜量ＫＡは、図３（ａ）の特性▲４▼−１に示されるように、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光が光増幅器２に入力するときの標準利得傾斜量ｋｒである。したがって、光増幅器２は、入力される利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を光増幅して、図３（ａ）の特性▲５▼−１に示されるような利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒのＷＤＭ光信号を伝送路に出力する。
【００５９】
＜平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが不一致する場合＞
利得等化装置１に、図３（ｂ）の特性▲１▼−２で示されるような、波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力される。このＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒと不一致である。
【００６０】
第１光分岐カプラ１０は、このＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００６１】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００６２】
平均光パワー検出部３０の第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００６３】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００６４】
一方、監視波長光パワー検出部４０の波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、監視波長λｓ＝λｎの光のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。
【００６５】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓ＝λｎの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの監視波長光パワー値Ｐｓを求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００６６】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００６７】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５１からの第１差値ΔＰｓａｖを使い、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩ＝ｋを演算し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００６８】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較し、両者が不一致であるので、ゲート８０を開くための開信号を生成しゲート８０に送る。
【００６９】
傾斜変化量検出部６０の第２差分回路６１は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの差を演算し第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）を求め、この第２差値Ｐａｖｒを傾斜変化量演算部６２に送る。
【００７０】
傾斜変化量演算部６２は、第２差分回路６１から第２差値ΔＰａｖｒを受けると、光増幅器利得傾斜変化量テーブルを参照して、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを求め、この光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒをゲート８０に送る。
【００７１】
ゲート８０は、比較回路７０からの開信号により、ゲートを開け、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００７２】
等化器傾斜量決定部９０は、傾斜量演算部５２から利得傾斜量ＫＩ＝ｋを受け、そして、傾斜変化量演算部６２から光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを受けると、利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、傾斜反転係数Ｃ＝−２を掛けて−２×ｋを求め、そして、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒに、予め定められた傾斜変化量相殺係数ＣＲ＝−１を掛けて−１×Δｋｒを求め、両者を加算して可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を求め、この等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を制御回路１００に送る。
【００７３】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０から等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を受け、可変利得等化器１１０に等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を持たせるように各波長に対する光減衰量を変更するための制御信号を生成し、この制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００７４】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、各波長に対する光減衰量を変えて、損失波長特性を変更する。このとき、可変利得等化器１１０は、図３（ｂ）の特性▲２▼−２に示されるように、等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）の損失波長特性を有するよう制御される。そして、可変利得等化器１１０は、第１光分岐カプラ１０からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのＷＤＭ光信号を入力し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを変更して、図３（ｂ）の特性▲３▼−２に示されるような利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−Δｋｒを有するＷＤＭ光信を出力し光増幅器２に送る。ここで、利得傾斜量ＫＥＯは、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、可変利得等化器１１０の等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を加算した値＝−ｋ−Δｋｒである。
【００７５】
光増幅器２は、可変利得等化器１１０から、利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−ΔｋｒのＷＤＭ光信号を受け、光増幅して伝送路２０２に出力する。このとき、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均パワー値Ｐａｖは、光増幅器２の標準平均光パワー値ＰｒよりΔＰａｖｒだけ大きいので、光増幅器２の利得傾斜量ＫＡは、図３（ｂ）の特性▲４▼−２に示されるように、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光が光増幅器２に入力するときの標準利得傾斜量ｋｒに、ΔＰａｖｒによる光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを加算した値ｋｒ＋Δｋｒとなる。
したがって、光増幅器２は、入力される利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−Δｋｒの主ＷＤＭ光信号を光増幅して、図３（ｂ）の特性▲５▼−２に示されるような利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒのＷＤＭ光信号を伝送路２０２に出力する。この利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒは、ＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒに一致するときの、光増幅器２から出力するＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＯと同値である。
【００７６】
このように、可変利得等化器１１０は、入力される主ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を反転するとともに、光増幅器利得傾斜変化量を相殺する。
【００７７】
以上のように、利得等化装置１は、入力されるＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの一致と不一致に関係なく、すなわち、後段の光増幅器の利得傾斜変化に依存しないで、常に一定の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号を、光増幅器から出力するよう可変利得等化器１１の損失傾斜量を制御している。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出し、検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量のＷＤＭ光信号を出力するよう構成されているので、波長ごとの光パワーが常に一定に保たれ、波長ごとの伝送特性が均一なＷＤＭ光中継システムを実現できるという効果がある。
【００７９】
また、本発明は、光増幅器の利得傾斜変化量を検出し、検出される利得傾斜変化量を相殺するよう構成されているので、光増幅器に入力されるＷＤＭ光の光パワーによる利得傾斜変化を無くすことができ、光パワーに無関係に伝送特性を均一できるという効果がある。
【００８０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の構成ブロック図である。
【図２】動作を説明するための図である。
【図３】各部の傾斜特性を示す図である。
【図４】光光増幅器の利得特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 利得等化装置
１０ 第１光分岐カプラ
２０ 第２光分岐カプラ
３０ 平均光パワー検出部
３１ 第１フォトダイオード
３２ 平均光パワー演算部
４０ 監視波長光パワー検出部
４１ 波長フィルタ
４２ 第２フォトダイオード
５０ 傾斜量検出部
５１ 第１差分回路
５２ 傾斜量演算部
６０ 傾斜変化量検出部
６１ 第２差分回路
６２ 傾斜変化量演算部
７０ 比較回路
８０ ゲート
９０ 等化器傾斜量決定部
１００ 制御回路
１１０ 可変利得等化器
２ 光増幅器
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（ＷＤＭ）信号の利得特性を等化する利得等化装置と、この利得等化装置を利用したＷＤＭ光中継システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＷＤＭ光中継システムにおいて、その利得特性は、中継器製造時の特性バラツキやケーブルの製造時の特性バラツキに起因して、伝送路毎、あるいは、伝送区間毎に異なる。特に、海底光ケーブルシステムでは、海底での温度変化による中継器とケーブルの特性変化および経年劣化による特性変化により、システムの利得特性が変動する。これに対処するため、これらの諸特性を均一になるように管理したり、システムマージンを見込んだ設計により固定の利得等化器により、この利得特性の変動に対処してきた。また、これに対処するため、出力されるＷＤＭ信号光の利得平坦度が変化しないように光増幅器を励起する光源を制御する利得等化器がある。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】
特開２００１−２６８０１４号公報（第３−４頁、図１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような、システムマージンを見込んでの固定の利得等化器による、利得特性の変動を対処する方法では、マージンを十分にとるので、伝送路の設計が困難であるとともに、伝送路の経済性が欠けるという課題を有している。
【０００４】
また、特開平２００１−２６８０１４号公報に開示されている利得等化器は、光増幅器の出力側で２波長を監視して利得傾斜を求め、この利得傾斜を無くするようフィードバック制御するもので、更なる制御の簡単化が望まれるという課題を有する。
【０００５】
本発明の目的は、従来のこの様な課題を解決するため、簡単な自動制御によりＷＤＭ光中継システムの利得特性を変更して最適化する技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号の反転利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、後段に接続される光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号から、波長当たりの平均光パワーを検出する平均光パワー検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、予め定められた監視波長の光の監視波長光パワーを検出する監視波長光パワー検出手段と、
前記監視波長光パワー検出手段により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出手段により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から、前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準光平均パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、前記利得傾斜変化量検出部は、前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、この光増幅器の利得傾斜変化量を検出することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置は、前記波長フィルタは、透過型の波長選択グレーティングであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＷＤＭ光中継システムは、入力光伝送路と利得等化装置と光増幅器と出力光伝送路が縦続に接続されて構成されるＷＤＭ光中継システムであって、
前記利得等化装置が、
可変利得等化器を備え、
入力光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと後段に接続される前記光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と前記光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、前記光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される前記光増幅器に送り、
前記光増幅器は、前記利得等化装置から利得傾斜量が変更されたＷＤＭ光信号を受けて、このＷＤＭ光信号を増幅して出力伝送路へ出力することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による利得等化装置と、この利得等化装置によるＷＤＭ光中継システムとの、実施形態の構成ブロック図である。
【００１６】
図１を参照して、本発明の実施形態によるＷＤＭ光中継システムは、光伝送路２００と、光伝送路２００から、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重された波長多重光信号（以降、ＷＤＭ光信号）を入力して利得等化しＷＤＭ光信号を出力する利得等化装置１と、利得等化装置１からのＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路２０１と、光伝送路２０１からのＷＤＭ光信号を光増幅して出力する光増幅器２と、光増幅器２からＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路２０２とを有す。
【００１７】
利得等化装置１は、第１光分岐カプラ１０と、第２光分岐カプラ２０と、平均光パワー検出部３０と、監視波長光パワー検出部４０と、傾斜量検出部５０と、傾斜変化量検出部６０と、比較回路７０と、ゲート８０と、等化器傾斜量決定部９０と、制御回路１００と、可変利得等化器１１０とを有して構成される。
【００１８】
第１光分岐カプラ１０は、光伝送路２００から、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００１９】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００２０】
平均光パワー検出部３０は、第１フォトダイオード３１と、平均光パワー演算部３２とを有して構成される。
【００２１】
第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００２２】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００２３】
監視波長光パワー検出部４０は、波長フィルタ４１と第２フォトダイオード４２と有して構成される。
【００２４】
波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、予め定められた監視波長λｓの光のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。波長フィルタ４１は、例えば、透過型の波長選択グレーティングである。
【００２５】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの光パワー値Ｐｓ（以降、監視波長光パワー値Ｐｓと呼ぶ）を求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００２６】
傾斜量検出部５０は、第１差分回路５１と傾斜量演算部５２とを有して構成される。
【００２７】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００２８】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５１からの第１差値ΔＰｓａｖにより、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩを演算し、この利得傾斜量ＫＩを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００２９】
傾斜変化量検出部６０は、第２差分回路６１と、傾斜変化量演算部６２とを有して構成される
傾斜変化量検出部６０の第２差分回路６１は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと参照のための予め定められた標準平均光パワー値Ｐｒとの差を演算し第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）を求め、この第２差値ΔＰａｖｒを傾斜変化量演算部６２に送る。ここで、標準平均光パワー値Ｐｒは、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖに対する参照基準である。
【００３０】
傾斜変化量演算部６２は、後述する光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、第２差分回路６１から第２差値ΔＰａｖｒを受けると、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルを参照して、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを求め、この光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒをゲート８０に送る。
【００３１】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較し、両者が不一致のとき、ゲート８０を開けるための開信号を生成しゲート８０に送るとともに、両者が一致のとき、ゲート８０を閉じるための閉信号を生成しゲート８０に送る。
【００３２】
ゲート８０は、比較回路７０からの開信号により、ゲートを開け、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを等化器傾斜量決定部９０に送る。また、ゲート８０は、比較回路７０からの閉信号により、ゲートを閉じ、傾斜変化量演算部６２からの等化器傾斜量決定部９０への入力を禁止する。
【００３３】
等化器傾斜量決定部９０は、平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの両者が一致のとき、傾斜量演算部５１からの利得傾斜量ＫＩのみを受け、この利得傾斜量ＫＩから、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥを制御回路１００に送るとともに、平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが不一致のとき、傾斜量演算部５１からの利得傾斜量ＫＩと、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒとを受け、利得傾斜量ＫＩと光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒとから、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥを制御回路１００に送る。
【００３４】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０からの等化器損失傾斜量ＫＥに基づいて、可変利得等化器１１０を制御する制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００３５】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、第１光分岐カプラ１０から入力されるＷＤＭ光信号の各波長に対する光減衰量を可変し、波長に対する損失傾斜特性を変更する。そして、可変利得等化器１１０は損失傾斜特性が変更されたＷＤＭ光信号を光増幅器２に送る。
【００３６】
光増幅器２は、ＷＤＭ光信号を増幅するもので、可変利得等化器１１０により損失傾斜特性が変更されたＷＤＭ光信号を増幅して、伝送路２０２に送信する。光増幅器２は、例えば、希土類添加光ファイバ増幅器で構成される。この光増幅器は、図４（ａ）に示されるように、入力されるＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖに依存する利得傾斜特性を有す。すなわち、平均光パワー値Ｐａｖが、標準平均光パワー値ＰｒからΔＰａｖｒだけ変化すると、光増幅器の利得傾斜量ＫＡがｋｒからｋｒ＋Δｋｒに変化する。ここで、ｋｒは、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光信号が光増幅器へ入力されるときの光増幅器の標準利得傾斜量で、Δｋｒは、増幅器の利得傾斜量の変化量（以降、利得傾斜変化量）である。
図４（ｂ）は、光増幅器利得傾斜変化特性を示す図で、増幅器の利得傾斜変化量Δｋｒと、標準平均光パワー値Ｐｒからの平均光パワー値Ｐａｖの差である第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）との関係を示す。傾斜変化量演算部６２の光増幅器利得傾斜変化量テーブルは、この光増幅器利得傾斜変化特性がテーブル化されている。
【００３７】
次に、本発明の実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
まず、利得等化装置１に入力されるＷＤＭ光信号と、監視波長λｓについて説明する。
【００３９】
説明の便宜上、入力されるＷＤＭ光信号は、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λｎが多重された光信号で、波長λ１、〜、λｎの添え字の順番に波長が長くなると仮定する。監視波長λｓは、波長λ１、〜、λｎの内のいづれの波長でもよいが、ここでは、波長λｎであるように予め定められている。このため、フィルタ４１は、監視波長λｓ＝λｎのみを通過するようバンド幅が設定されている。
【００４０】
次に、動作の説明を図２と、図３を参照して説明する。
【００４１】
図２は、動作を説明するための図で、図３は、各部の傾斜特性を示す図である。
【００４２】
ＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒに一致している場合と不一致の場合とに分けて動作を説明する。
【００４３】
＜平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが一致する場合＞
利得等化装置１に、図３（ａ）の特性▲１▼−１で示されるような、波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力される。このＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒと一致している。
【００４４】
第１光分岐カプラ１０は、このＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００４５】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００４６】
平均光パワー検出部３０の第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００４７】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００４８】
一方、監視波長光パワー検出部４０の波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、波長λｎの光、すなわち監視波長λｓ＝λｎの光、のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。
【００４９】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓ＝λｎの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの監視波長光パワー値Ｐｓを求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００５０】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００５１】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５０からの第１差値ΔＰｓａｖを使い、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩ＝ｋを演算し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを等化器傾斜量決定部９０に送る。ここで、傾斜量演算部５２は、ＷＤＭ光信号の利得波長特性が、波長の増加とともに利得傾斜量が線形に変化する場合には、正確な利得傾斜量を演算し、一方、ＷＤＭ光信号の利得波長特性が、波長の増加とともに利得傾斜量が略線形で変化する場合には、近似の利得傾斜量を演算する。
【００５２】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較する。比較した結果、ここでは、両者が一致しているので、ゲート８０を閉じるための閉信号を生成しゲート８０に送る。
【００５３】
ゲート８０は、比較回路７０からの閉信号により、ゲートを閉じ、傾斜変化量演算部６２からの等化器傾斜量決定部９０への入力を禁止する。
【００５４】
等化器傾斜量決定部９０は、傾斜変化量演算部６２からの入力はないので、傾斜量演算部５２からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのみを受け、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、予め定められた傾斜反転係数Ｃ＝−２を掛けて、可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを求め、この等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを制御回路１００に送る。
【００５５】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０から等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを受け、可変利得等化器１１０に等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを持たせるように各波長に対する光減衰量を変更するための制御信号を生成し、この制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００５６】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、各波長に対する光減衰量を変えて、損失波長特性を変更する。このとき、可変利得等化器１１０は、図３（ａ）の特性▲２▼−１に示されるように、等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋの損失波長特性を有するよう制御される。そして、可変利得等化器１１０は、第１光分岐カプラ１０からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのＷＤＭ光信号を入力し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを変更して、図３（ａ）の特性▲３▼−１に示されるような利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋを有するＷＤＭ光信を出力し光増幅器２に送る。ここで、利得傾斜量ＫＥＯは、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、可変利得等化器１１０の等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋを加算した値＝−ｋである。したがって、可変利得等化器１１０は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋを反転して得られる利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を出力する。
【００５７】
すなわち、可変利得等化器１１０は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量のＷＤＭ光信号を出力する。
【００５８】
光増幅器２は、可変利得等化器１１０から、利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を受け、光増幅して伝送路に出力する。このとき、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均パワー値Ｐａｖは、光増幅器２の標準平均光パワー値Ｐｒと一致しているので、光増幅器２の利得傾斜量ＫＡは、図３（ａ）の特性▲４▼−１に示されるように、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光が光増幅器２に入力するときの標準利得傾斜量ｋｒである。したがって、光増幅器２は、入力される利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋのＷＤＭ光信号を光増幅して、図３（ａ）の特性▲５▼−１に示されるような利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒのＷＤＭ光信号を伝送路に出力する。
【００５９】
＜平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとが不一致する場合＞
利得等化装置１に、図３（ｂ）の特性▲１▼−２で示されるような、波長λ１、〜、λｎが多重されたＷＤＭ光信号が入力される。このＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒと不一致である。
【００６０】
第１光分岐カプラ１０は、このＷＤＭ光信号が入力されると、このＷＤＭ光信号の一部を分岐してモニタＷＤＭ光信号として第２光分岐カプラ２０へ送るとともに、このＷＤＭ光信号の大部を可変利得等化器１１０へ送る。
【００６１】
第２光分岐カプラ２０は、第１光分岐カプラ１０からのモニタＷＤＭ光信号を２分岐し、２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を平均光パワー検出部３０に送り、もう一方を監視波長光パワー検出部４０に送る。
【００６２】
平均光パワー検出部３０の第１フォトダイオード３１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換し、波長数ｎ個の波長λ１、〜、λ１ｎの各々の光パワー値を合わせた全光パワー値を求め、この全光パワー値を平均光パワー演算部３２に送る。
【００６３】
平均光パワー演算部３２は、第１フォトダイオード３１からの全光パワー値を波長数ｎで割り算して平均光パワー値Ｐａｖを求め、この平均光パワー値Ｐａｖを傾斜量検出部５０と傾斜変化量検出部６０と比較回路７０に送る。
【００６４】
一方、監視波長光パワー検出部４０の波長フィルタ４１は、第２光分岐カプラ２０で２分岐されたモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる波長λ１、〜、λｎの光のうちから、監視波長λｓ＝λｎの光のみを選択して透過し第２フォトダイオード４２に送る。
【００６５】
第２フォトダイオード４２は、波長フィルタ４１により選択された監視波長λｓ＝λｎの光を受け、この監視波長λｓの光を電気信号に変換して監視波長λｓの監視波長光パワー値Ｐｓを求め、この監視波長光パワー値Ｐｓを傾斜量検出部５０に送る。
【００６６】
傾斜量検出部５０の第１差分回路５１は、監視波長光パワー検出部４０からの監視波長光パワー値Ｐｓと平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖとの差を演算し第１差値ΔＰｓａｖ（＝Ｐｓ−Ｐａｖ）を求め、この第１差値ΔＰｓａｖを傾斜量演算部５２に送る。
【００６７】
傾斜量演算部５２は、第１差分回路５１からの第１差値ΔＰｓａｖを使い、ＷＤＭ光信号の、波長に対する利得傾斜量ＫＩ＝ｋを演算し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００６８】
比較回路７０は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとを比較し、両者が不一致であるので、ゲート８０を開くための開信号を生成しゲート８０に送る。
【００６９】
傾斜変化量検出部６０の第２差分回路６１は、平均光パワー検出部３０からの平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの差を演算し第２差値ΔＰａｖｒ（＝Ｐａｖ−Ｐｒ）を求め、この第２差値Ｐａｖｒを傾斜変化量演算部６２に送る。
【００７０】
傾斜変化量演算部６２は、第２差分回路６１から第２差値ΔＰａｖｒを受けると、光増幅器利得傾斜変化量テーブルを参照して、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを求め、この光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒをゲート８０に送る。
【００７１】
ゲート８０は、比較回路７０からの開信号により、ゲートを開け、傾斜変化量演算部６２からの光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを等化器傾斜量決定部９０に送る。
【００７２】
等化器傾斜量決定部９０は、傾斜量演算部５２から利得傾斜量ＫＩ＝ｋを受け、そして、傾斜変化量演算部６２から光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを受けると、利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、傾斜反転係数Ｃ＝−２を掛けて−２×ｋを求め、そして、光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒに、予め定められた傾斜変化量相殺係数ＣＲ＝−１を掛けて−１×Δｋｒを求め、両者を加算して可変利得等化器１１０に設定される等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を求め、この等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を制御回路１００に送る。
【００７３】
制御回路１００は、等化器傾斜量決定部９０から等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を受け、可変利得等化器１１０に等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を持たせるように各波長に対する光減衰量を変更するための制御信号を生成し、この制御信号を可変利得等化器１１０に送る。
【００７４】
可変利得等化器１１０は、制御回路１００からの制御信号に基づき、各波長に対する光減衰量を変えて、損失波長特性を変更する。このとき、可変利得等化器１１０は、図３（ｂ）の特性▲２▼−２に示されるように、等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）の損失波長特性を有するよう制御される。そして、可変利得等化器１１０は、第１光分岐カプラ１０からの利得傾斜量ＫＩ＝ｋのＷＤＭ光信号を入力し、この利得傾斜量ＫＩ＝ｋを変更して、図３（ｂ）の特性▲３▼−２に示されるような利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−Δｋｒを有するＷＤＭ光信を出力し光増幅器２に送る。ここで、利得傾斜量ＫＥＯは、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＩ＝ｋに、可変利得等化器１１０の等化器損失傾斜量ＫＥ＝−２×ｋ＋（−１×Δｋｒ）を加算した値＝−ｋ−Δｋｒである。
【００７５】
光増幅器２は、可変利得等化器１１０から、利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−ΔｋｒのＷＤＭ光信号を受け、光増幅して伝送路２０２に出力する。このとき、光増幅器２へ入力するＷＤＭ光信号の平均パワー値Ｐａｖは、光増幅器２の標準平均光パワー値ＰｒよりΔＰａｖｒだけ大きいので、光増幅器２の利得傾斜量ＫＡは、図３（ｂ）の特性▲４▼−２に示されるように、標準平均光パワー値ＰｒのＷＤＭ光が光増幅器２に入力するときの標準利得傾斜量ｋｒに、ΔＰａｖｒによる光増幅器利得傾斜変化量Δｋｒを加算した値ｋｒ＋Δｋｒとなる。
したがって、光増幅器２は、入力される利得傾斜量ＫＥＯ＝−ｋ−Δｋｒの主ＷＤＭ光信号を光増幅して、図３（ｂ）の特性▲５▼−２に示されるような利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒのＷＤＭ光信号を伝送路２０２に出力する。この利得傾斜量ＫＯ＝−ｋ＋ｋｒは、ＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖが標準平均光パワー値Ｐｒに一致するときの、光増幅器２から出力するＷＤＭ光信号の利得傾斜量ＫＯと同値である。
【００７６】
このように、可変利得等化器１１０は、入力される主ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を反転するとともに、光増幅器利得傾斜変化量を相殺する。
【００７７】
以上のように、利得等化装置１は、入力されるＷＤＭ光信号の平均光パワー値Ｐａｖと標準平均光パワー値Ｐｒとの一致と不一致に関係なく、すなわち、後段の光増幅器の利得傾斜変化に依存しないで、常に一定の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号を、光増幅器から出力するよう可変利得等化器１１の損失傾斜量を制御している。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、入力されるＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出し、検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する利得傾斜量のＷＤＭ光信号を出力するよう構成されているので、波長ごとの光パワーが常に一定に保たれ、波長ごとの伝送特性が均一なＷＤＭ光中継システムを実現できるという効果がある。
【００７９】
また、本発明は、光増幅器の利得傾斜変化量を検出し、検出される利得傾斜変化量を相殺するよう構成されているので、光増幅器に入力されるＷＤＭ光の光パワーによる利得傾斜変化を無くすことができ、光パワーに無関係に伝送特性を均一できるという効果がある。
【００８０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の構成ブロック図である。
【図２】動作を説明するための図である。
【図３】各部の傾斜特性を示す図である。
【図４】光光増幅器の利得特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 利得等化装置
１０ 第１光分岐カプラ
２０ 第２光分岐カプラ
３０ 平均光パワー検出部
３１ 第１フォトダイオード
３２ 平均光パワー演算部
４０ 監視波長光パワー検出部
４１ 波長フィルタ
４２ 第２フォトダイオード
５０ 傾斜量検出部
５１ 第１差分回路
５２ 傾斜量演算部
６０ 傾斜変化量検出部
６１ 第２差分回路
６２ 傾斜変化量演算部
７０ 比較回路
８０ ゲート
９０ 等化器傾斜量決定部
１００ 制御回路
１１０ 可変利得等化器
２ 光増幅器
Claims (8)
- ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号の反転利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とするＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。 - ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
入力される入力ＷＤＭ光信号から、利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、後段に接続される光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とするＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。 - ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号から、波長当たりの平均光パワーを検出する平均光パワー検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号から、予め定められた監視波長の光の監視波長光パワーを検出する監視波長光パワー検出手段と、
前記監視波長光パワー検出手段により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出手段により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から、前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出手段と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出手段と、
前記入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出手段により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出手段により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更する可変利得等化手段とを有することを特徴とするＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。 - ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とするＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。 - ＷＤＭ光信号を光増幅器により光増幅して光伝送路により中継伝送するＷＤＭ光中継システムの利得等化装置であって、
可変利得等化器を備え、
光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと、後段に接続される光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準光平均パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器の、標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される光増幅器に出力することを特徴とするＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。 - 前記利得傾斜変化量検出部は、前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、この光増幅器の利得傾斜変化量を検出することを特徴とする請求項４または５記載のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。
- 前記波長フィルタは、透過型の波長選択グレーティングであることを特徴とする請求項５記載のＷＤＭ光中継システムの利得等化装置。
- 入力光伝送路と利得等化装置と光増幅器と出力光伝送路が縦続に接続されて構成されるＷＤＭ光中継システムであって、
前記利得等化装置は、
可変利得等化器を備え、
入力光伝送路から入力される複数波長が多重された入力ＷＤＭ光信号からモニタＷＤＭ光信号を分岐するとともに前記入力ＷＤＭ光信号を前記可変利得等化器へ送る第１光分岐カプラと、
前記第１光分岐カプラからのモニタＷＤＭ光信号を２分岐する第２光分岐カプラと、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号の一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号を電気信号に変換して複数波長全体の全光パワーを求める第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードからの全光パワーを波長数で割り算して平均光パワーを求める平均光パワー演算部とを有する平均光パワー検出部と、
前記第２光分岐カプラにより２分岐されるモニタＷＤＭ光信号のもう一方を受け、このモニタＷＤＭ光信号に含まれる複数波長の光のうちから、予め定められた監視波長の光のみを選択して透過する波長フィルタと、前記波長フィルタにより選択され透過される監視波長の光を受け、この監視波長の光を電気信号に変換して監視波長光パワーを求める第２フォトダイオードとを有する監視波長光パワー検出部と、
前記監視波長光パワー検出部により検出される監視波長光パワーと前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーとの差をとり、この差から前記入力ＷＤＭ光信号の利得傾斜量を検出する利得傾斜量検出部と、
前記平均光パワー検出部により検出される平均光パワーと後段に接続される前記光増幅器の標準利得傾斜量を与える標準平均光パワーとの差と前記光増幅器の標準利得傾斜量からの変化量である利得傾斜変化量との関係を示す光増幅器利得傾斜変化量テーブルを記憶して有し、前記平均光パワーと前記標準平均光パワーとの差をとり、この差から、この光増幅器利得傾斜変化量テーブルに基づいて、前記光増幅器の利得傾斜変化量を検出する利得傾斜変化量検出部と、
前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量に反転係数−２を掛け、前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量に相殺係数−１を掛け、両者を加算して等化器傾斜量を決定する等化器傾斜量決定部とを備え、
前記可変利得等化器は、前記等化器傾斜量決定部により決定される等化器傾斜量が得られるように各波長に対する減衰量を変更することにより、前記第１光分岐カプラからの入力ＷＤＭ光信号を、前記利得傾斜量検出部により検出される利得傾斜量と同値でしかも反対符号を有する反転利得傾斜量と前記利得傾斜変化量検出部により検出される利得傾斜変化量と同値でしかも反対符号を有する相殺利得傾斜変化量との和の利得傾斜量を有するＷＤＭ光信号に変更し、このＷＤＭ光信号を後段に接続される前記光増幅器に送り、
前記光増幅器は、前記利得等化装置から利得傾斜量が変更されたＷＤＭ光信号を受けて、このＷＤＭ光信号を増幅して出力伝送路へ出力することを特徴とするＷＤＭ光中継システム。
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| KR100848835B1 (ko) * | 2007-11-16 | 2008-07-28 | 주식회사 프리웍스 | 디지털 광 중계 시스템과 이 디지털 광 중계 시스템에서의디지털 신호 처리 방법 |
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