JP2006054929A - 光波長多重伝送システム及びその装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 光信号の急な挿抜による影響を有効に抑制することを課題とする。
【構成】 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は光波長多重伝送システム及びその装置に関し、更に詳しくは、各波長の光信号を光波長多重して送信し、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅して中継・交換し、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波して各波長の光信号を受信する光波長多重伝送システム及びその装置に関する。

近年、伝送容量の拡大と柔軟なネットワークの構築のため、光波長多重(WDM : Wavelength Division Multiplexing)伝送システムが検討されている。光波長多重伝送システムでは、各光波長を個別の通信チャネルとして利用できるので、大容量の光信号の光路を切り替えて通信し、柔軟かつ高速のネットワークを構築できる。

図１３，図１４は従来技術を説明する図（１），（２）で、図１３は従来の光波長多重伝送システムを構成する光中継器の構成を示している。光伝送網より各波長λ１〜λ６の光信号λ１〜λ６が光中継器に入力する。なお、波長λ１には各単一波長λ１１〜λ１６が合波されている場合もある。波長λ２〜λ６についても同様である。但し、以下の説明では説明の簡単のために各光信号λ１〜λ６は夫々単一波長とする。

各光信号λ１〜λ６は光合波器で合波（光波長多重）され、光増幅器に入力する。光増幅器は、例えばエルビウムドープファイバを備え、該ファイバは励起用レーザダイオード（ＬＤ）からの励起光により励起されている。光波長多重光信号はエルビウムドープファイバで光増幅され、光分岐を介して光分波器に至る。更に光分波器で各波長の光信号λ１〜λ６に分波され、光クロスコネクトスイッチによりスイッチング（光交換）される。

この場合に、上記光増幅器は、入力の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅することにより、各波長の光出力一定制御を能率良く実現している。具体的に言うと、増幅後の光信号より分岐された分岐光λ１〜λ６はフォトディテクタＰＤで光電変換され、更にレベル検出部ＬＶＤにより光波長多重光信号の信号レベル（振幅レベル）が検出される。該検出レベルは差動アンプＤＡで基準レベルＲＥＦ（例えば合波チャネル数ｍ×チャネル当たりの基準レベル△ＲＥＦ）と比較され、その誤差信号が差動アンプＤＡにより増幅されて前記励起用ＬＤに負帰還される。これによりエルビウムドープファイバの光出力は一定制御され、よって各波長信号λ１〜λ６の光出力も一定制御される。

ところで、この種のシステムでは、例えば光信号λ１〜λｍで通信中に、送信機の挿抜（又は送信の開始／停止）により例えば光信号λ１が挿抜されることがある。ここままでは、上記光波長多重信号の光出力一定制御により、各波長の光出力はｍ／（ｍ＋１）又はｍ／（ｍ−１）に変化してしまう。係る場合には、中継器制御部は、網側よりその旨の知らせを受けて基準レベルＲＥＦをＲＥＦ±△ＲＥＦに変更することにより、各波長の光信号はレベル一定に保たれる。

なお、従来は、光主信号に対して監視用信号による変調を加えて光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムが知られている（特許文献１）。
特開平０７−１９３５５９８（要約，図）

しかるに、この種の光波長多重伝送システムでは、上記異なる波長の光信号が１つの光ファイバに入るため、ある光波長の信号が所定の割当波長から逸脱して別のチャネルの波長に近くなると、光受信機ではその光は干渉（雑音）となり伝送品質が著しく劣化する問題があった。

また、上記の如く光増幅器により光波長多重信号の出力一定制御を行う方式では、ある光信号の突然の挿抜に対して光増幅器が適正に応答できず、光増幅器の出力にオーバシュート／アンダシュートが発生する問題があった。以下、これを具体的説明する。

図１４は従来の光増幅器の動作タイミングチャートを示しており、図１４（Ａ）は光信号（光送信機）が挿入された場合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通信中に光信号λ３が急に挿入されると、基準レベルＲＥＦを変更してもそのタイミング誤差等により、負帰還系が過敏に応答して光増幅器の出力は図示の如く一時的に低下していた。

図１４（Ｂ）は光信号（光送信機）が削除された場合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通信中に光信号λ３が急に削除されると、基準レベルＲＥＦを変更してもそのタイミング誤差等により、負帰還系が過敏に応答して光増幅器の出力は図示の如く一時的に上昇していた。

上記いずれにしても光増幅器におけるこの様なオーバシュート／アンダシュートの増幅作用は、他の通信中チャネルλ１，λ２の各光信号レベルに悪影響を与えるばかりか、装置を劣化させる可能性があった。

本発明の目的は、光信号の急な挿抜による影響を有効に抑制する光波長多重伝送システム及びその装置を提供することにある。

上記の課題は例えば図１（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）の光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備えるものである。

この様な光振幅制御手段は、図示しないが、光送信装置ＯＳの中、又は光送信装置ＯＳと光合波器の間に設けられる。光信号の挿入／削除とは、光送信装置（パッケージ）の挿抜、又は光送信装置の送信開始／停止を意味する。光振幅制御手段は、光信号の挿入／削除に際し、これに連動して光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる。光送信装置ＯＳの中では、光源又は外部光変調器のバイアスを緩やかに変化させる方法で光振幅制御手段を実現できる。またそれ以外の場所では、光経路に光透過率可変減衰器を挿入してその光透過率を緩やかに変化させる方法で光振幅制御手段を実現できる。

光信号の挿入／削除に際し、光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させれば、光増幅器が光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅していても、オーバシュート／アンダシュートの発生を有効に抑制できる。

また本発明（２）の光増幅器は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、
各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号に基づきその信号レベルを検出すると共に、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えるものである。

本発明（２）の光増幅器においては、光増幅部は入力の光波長多重信号を光増幅するが、利得制御部は、光増幅後の分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、該抽出光信号の光電変換信号に基づき検出した信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する。即ち、光波長多重信号の出力一定制御では無く、ある波長信号の出力一定制御により、結果として全波長信号の出力一定制御を実現している。因みに、どの光信号を利得制御の基準とするかは、予め網側より知らされる。網側は、光増幅器に入る光信号の波長数、光増幅後の所要光出力から、どの光信号を利得制御対象にし、その出力制御値はいくらであるかを知らせる。従って、他の任意の光信号が挿入／削除されても、その部分には関知しないのでオーバシュート／アンダシュートは発生せず、常に全波長信号の出力が一定に制御される。

また本発明（３）の光増幅器は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の何れか１の信号レベルを選択し、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えるものである。

本発明（３）の光増幅器においては、利得制御部は、光増幅後の分岐光より各波長の光信号を抽出し、得られた各信号レベルの中から１の信号レベルを選択する構成となっている。一般に、光増幅後の分岐光よりある波長の光信号を抽出するには光フィルタを使用するが、単一の光フィルタでその波長選択性を変えるのは困難であるため、例えばファブリペロー型光分波器を使用すると共に、各分波信号を光電変換して各信号レベルを検出し、これらの内の何れか１つをアナログスイチで選択する構成とする。従って、実現容易である。

好ましくは、本発明（４）においては、上記本発明（２）又は（３）において、光増幅前の光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の光信号が存在する何れか１のチャネル情報を選択し、これを前記利得制御部における利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルの選択用信号となす光信号検出部を備える。

本発明（４）によれば、光信号検出部は、光増幅前の光波長多重信号に基づき、いずれのチャネルに光信号が存在するかを自動的に検出し、そのチャネル番号の情報を利得制御部に知らせる。従って、この場合の光増幅器は、網側からの通知を受けなくても、自動的に利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルを選択できる。

また、例えば図１（Ｂ）において、本発明（５）の光中継装置は、各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を
合波すると共に、その出力信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光中継装置における合波前の各光信号受信経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の透過量を緩やかに変更する透過量可変光減衰器を備えるものである。

従って、光中継装置の光増幅器が入力の光波長多重信号をその光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する場合でも、該光中継装置における合波前の各光信号受信経路にこの様な透過量可変光減衰器を備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。

また本発明（６）の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源と、光源の光出力を変調する電界吸収型又はマッハツェンダ型素子等よりなる外部光変調器と、外部光変調器による光信号送信の開始／停止に際し、前記外部光変調器に加えるバイアス制御信号を緩やかに変化させるバイアス制御回路とを備えるものである。

従って、光増幅器が光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する場合でも、光送信装置がこの様なバイアス制御回路を備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。

また本発明（７）の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源となるレーザダイオードと、前記レーザダイオードの後方監視用光のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの光出力を一定に制御するバイアス電流制御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えるものである。

一般に、光源となるレーザダイオードは、その出力ビームの光波長がレーザダイオードの動作（周囲）温度の変化に応じて所定の関係により変化する性質を持っている。また、レーザダイオードの光出力は該レーザダイオードのバイアス（駆動）電流と所定の関係にあり、その光出力一定制御を行うと、レーザダイオード特性のバラツキや、経年劣化により光出力とバイアス電流との関係も変化する。かくしてバイアス電流が変化すると、レーザダイオードの動作温度も変化し、出力ビームの光波長も変化してしまう。そこで、波長一定制御部はレーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、サーミスタやペルチェ冷却素子等を含む動作温度制御部の温度設定値を制御する。従って、レーザビームの光出力のみならず、光波長も一定に制御され、有害なクロストークの発生を未然に防止できる。

また本発明（８）の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路
の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源となるレーザダイオードと、前記レーザダイオードの光出力を変調する外部光変調器と、前記外部光変調器の出力信号の一部を光分岐して得たモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御する前記レーザダイオードのバイアス電流制御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えるものである。

本発明（８）によれば、バイアス電流制御部は、外部光変調器出力の分岐光のモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御するするので、網側に出力高安定な光信号を提供できる。

以上述べた如く本発明によれば、光信号の急な挿抜による光伝送路におけるオーバシュート／アンダシュートの悪影響を有効に抑制でき、光波長多重伝送システムの実用化、普及に寄与する所が極めて大きい。

以下、添付図面に従って本発明に好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図２は実施の形態による光波長多重伝送システムの概略構成を示す図で、この光波長多重伝送システムは、光送端装置ＴＸ１〜ＴＸｎと、光中継器ＲＧ１１〜ＲＧ２２と、光受端装置ＲＸ１〜ＲＸｎと、これらの間の伝送制御の集中管理を行う中央の制御局１００とを備える。図は１方向の伝送を示すが、逆方向の伝送も同様である。

各光送端装置ＴＸには、複数の光送信機ＯＳ１〜ＯＳ６が搭載され、夫々が入力のデータ信号に基づき異なる波長λ１〜λ６の光信号λ１〜λ６を出力する。光信号λ１〜λ６は光合波器ＯＭＵＸで合波され、光伝送路を介して光中継器ＲＧに至る。光中継器ＲＧの入力の各光波長多重信号は光合波器ＯＭＵＸで合波され、光増幅器で光増幅され、光分波器ＯＤＭＸで分波され、更に光クロスコネクトスイッチＯＣＣＳで光経路を切り替えられ、所要の出力ポ−トに出力される。光受端装置ＲＸでは入力の光波長多重信号が光分波器ＯＤＭＸで分波され、夫々が光受信機ＯＲで受信され、データ信号が復調される。

この光受信装置ＯＲは、図示しないが、光フィルタで所要の波長の信号だけを取り出し、Ｏ／Ｅによって電気信号に変換する。光フィルタとして透過帯域が変化する可変光フィルタを用いると、すべてのチャネルの信号を受信できる。

係る構成により、ある光送端装置ＴＸと光受端装置ＲＸの間で通信の要求があると、該要求は制御局１００に通知され、制御局１００では光経路、波長を設定してその情報を光送端装置ＴＸ、光受端装置ＲＸ、光中継器ＯＲに通知する。この場合に、光経路の設定は同一波長が一つのファイバに入らないように行われる。同一ファイバに入らなければネットワークで繋がっている複数の光送信機ＯＳや光受信機ＯＲが同一波長を使うことは許される。光送信機ＯＳは、この通知を基に光送信機ＯＳ、光受信機ＯＲ、光経路、波長等の識別情報（上記制御信号に相当）をある一定の比率（数パーセント）で主信号に重畳する。この重畳信号は主信号（数ＧＨｚ程度）に比べ十分に低速（数ＫＨｚ程度）である。

なお、上記光中継器ＲＧを２段構成としたのは、光経路設定に冗長性を持たせるためで
あり、冗長性が必要ないときは、１段構成としてもよい。また光送端装置ＴＸや光受端装置ＲＸは夫々一つの光送信機ＯＳ、光受信機ＯＲのみを有するとしてもよい。

図３は第１の実施の形態による光中継器の構成を示す図で、光波長多重信号路におけるクロストークの存在を制御信号成分の重畳比、又は制御信号の復調不可に基づき検出する場合を示している。１又は２以上の光入力信号は光合波器で合波され、光増幅器で光増幅され、光分波器で分波される。なお、この例の光増幅器が光出力一定制御を行うか否かは問わない。更に図示の如く、光増幅器と光分波器の間に光分岐を設け、光増幅後の光波長多重信号の一部を光分岐する。この分岐光は、可変波長フィルタにより所望単一波長の光信号が抽出され、フォトディテクタＰＤで光電変換される。この可変波長フィルタは、例えばファブリペロー型光分波器と、各分波光の選択（光スイッチ）回路とから成り、中継器制御部からの波長選択信号ＷＳに従い、対応する波長の光信号を抽出する。

なお、この中継器制御部は、通信ラインを介して制御局１００と接続しており、該制御局１００からのクロスコネクトスイッチＯＣＣＳの制御信号ＸＳやその他の各種制御信号を受けると共に、クロストークが検出された様な場合は、その旨を制御局１００に通知し、これを受けた制御局１００は、通信経路の再設定を行うことも可能である。

主題に戻り、上記得られた電気信号には、高周波のデータ信号に低周波の制御信号が、数パーセント程度の振幅で重畳されている。高周波のデータ信号成分はハイパスフィルタＨＰＦで分離され、レベル検出部ＬＶＤ１で振幅レベルが検出される。一方、低周波の制御信号成分はローパスフィルタＬＰＦで分離され、レベル検出部ＬＶＤ２で振幅レベル（例えばピークツーピークレベル）が検出される。クロストーク判定部は、データ信号の振幅レベルと制御信号の振幅レベルとを比較すると共に、光送信機における重畳比率に、光増幅器における光雑音等を考慮したものより、検出した重畳比率が逸脱した（例えば小さくなった）様な場合は、干渉光が入ってきたものと判断し、クロストークの存在を検出する。

一方、前記ローパスフィルタＬＰＦで分離された低周波の制御信号成分は復調器ＤＥＭで復調される。なお、この復調器ＤＥＭとしては、制御信号のＡＳＫ／ＦＳＫ／ＰＳＫ変調等に応じて対応する復調器ＤＥＭが設けられる。復調器ＤＥＭによる制御信号の復調信号及び復調器ＤＥＭにおける復調可否の状態信号ＣＤは、中継器制御部に渡され、これを受けた中継器制御部は、復調が正常に行われなかった場合、又は復調データのＣＲＣ検査等に基づき復調データに何度も誤りが含まれている場合、等には干渉光が入ってきたものと判断し、クロストークの存在を検出する。

なお、簡略化として、高周波のデータ信号の分離を行わず、ＰＤの光電流に対する制御信号成分の比を比較してもよい。また、この様なクロストーク検出手段は、光中継器のみならず、光波長多重伝送路の何処に設けられても良いことは明らかである。

図４は第１の実施の形態による光中継器の動作タイミングチャートを示す図で、図４（Ａ）はクロストークが存在しない正常時の場合を示している。光出力一定の光信号λ１に対し、図示の如く、制御信号１＝１の区間はａ％の正弦波信号が重畳され、制御信号１＝０の区間は正弦波信号が重畳されない。従って、この場合のクロストーク判定部では、略所定（ａ％）の重畳比率が検出され、クロストークの存在は検出されない。また制御信号１も正しく復調され、クロストークの存在は検出されない。

図４（Ｂ）はクロストーク混入時の場合を示している。上記光信号λ１に対し、ある割合でクロストーク光（λ１の側に波長の逸脱した光信号）が混入すると、光信号λ１の振幅レベルが増大（但し、加算される場合）するばかりか、制御信号１の振幅レベルは、ク
ロストーク光の制御信号２の干渉位相に応じて、図示の如く増減する。従って、この場合のクロストーク判定部で検出される重畳比率は略所定（ａ％）より逸脱し、よってクロストークの存在が検出される。又は、制御信号１が正しく復調されないことにより、クロストークの存在が検出される。なお、データ信号の振幅と、制御信号の振幅は、上記重畳比以外にも、任意の方法で比較できる。

図５は第２の実施の形態による光中継器の構成を示す図で、クロストークの存在を各波長の光信号の信号レベル（光パワー）の一様性有無等に基づき検出する場合を示している。１又は２以上の光入力信号は光合波器で合波され、光増幅器による光波長多重数に応じた出力一定制御の下で光増幅され、光分波器で分波される。更に、図示の如く光増幅器と光分波器の間に光分岐を設け、光増幅後の光波長多重信号の一部を光分岐する。この分岐光は、可変波長フィルタによりある波長の光信号が抽出され、フォトディテクタＰＤで光電変換される。なお、この場合の電気信号には、高周波のデータ信号に低周波の制御信号が数パーセント程度の振幅で重畳されていても良いし、又は重畳されていなくても良い。そして、上記光電変換された電気信号につきレベル検出部ＬＶＤで振幅レベル（光パワーに相当）が検出される。

この場合に、クロストーク判定部は、ある光信号の振幅レベルが所定より増大し、又は減少した事によりクロストークの存在を検出する。光波長多重信号の出力一定制御の下では、例えば光信号λ１に光信号λ２の一部が漏れ混んでも、光波長多重信号全体の出力レベルに変化はない。しかし、増幅光内部の波長配分に着目すると、光信号λ１の光パワーは増大し、かつ光信号λ２の光パワーは減少している。従って、ある光信号の振幅レベルと所定値とを比較する事でクロストークの存在を検出できる。

ところで、上記の如くある光信号λ１の光パワーのみを検出するのでは、例えばその光送信機ＯＳ１の不調等により光出力λ１に増／減が生じていても、クロストークの存在を検出してしまう場合が生じ得る。しかし、この場合は、光信号λ１の光パワーの増／減に伴い、残り各チャネルの光信号は光波長多重信号の出力一定制御の作用により一様（各チャネルで平等）にその影響を受けてこれらの光出力を一様に減／増されることになる。即ち、例えば光信号λ１が増大すると、残り各光信号λ２〜λ６の光出力は一様に減少し、また光信号λ１が減少すると残り各光信号λ２〜λ６の光出力は一様に増大する。即ち、光信号λ１の振幅レベルのみ異なり、残り各光信号λ２〜λ６の振幅レベルは互いに同一と言うパターンが生じる。これは上記クロストークのパターンと区別できる。

そこで、クロストーク判定部は、好ましくは可変波長フィルタを可変制御して各光信号の光パワーを検出し、これらの大小のパターンを調べる。もし、ある光信号λ１の光出力が相対的に小で、かつ他のある光信号λ２の光出力が相対的に大である様な場合はクロストークの存在を検出できる。逆も同様である。

なお、後者の各光信号の光パワーの一様性有無を調べる方式は、光パワーの相対的判定に基づくので、光増幅器が光波長多重信号の光出力一定制御を行わない場合にも適用できることは明らかである。

図６は第３の実施の形態による光中継器を説明する図で、送信側で光信号が急に挿抜されても、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生を抑制できる場合を示している。図６（Ａ）に第３の実施の形態による光中継器の構成を示す。この光中継器では、図示の如く、光合波器の各入力ポートの側に光スイッチＯＳＷ１〜ＯＳＷ６が挿入されている。光増幅器は図１３のものと同様で良いが、光増幅部をエルビウムドープファイバに代え、他の半導体光増幅素子を使用しても良い。

図６（Ｂ）に一例の光スイッチの構成を示す。入力の光ビームは偏光子により偏光され、レンズにより平行行光され、磁気光学結晶に導かれる。磁気光学結晶には電磁石により光路と平行に磁界Ｈが加えられ、磁界Ｈの強さに応じて、偏光の回転角が異なる。回転を受けた偏光はレンズで集光され、検光子に至る。この時の偏光が検光子と平行の場合は光ビームが出力され、また直角の場合は光ビームが出力されない。この場合に、磁界Ｈを急激に変化させれば光スイッチとなり、出力の光ビームは急峻にＯＮ／ＯＦＦする。しかし、本実施の形態では磁界Ｈ（駆動電流Ｉ）を緩やか変化させることにより、出力の光ビームを緩やかにＯＮ／ＯＦＦさせる。即ち、この光スイッチはこのＯＮ／ＯＦＦの遷移区間では光透過量可変減衰器の様に作用する。

図７は第３の実施の形態による光中継器の動作タイミングチャートで、図７（Ａ）は光信号（光送信機）が急に挿入された場合を示している。ここでは、光信号λ３の挿入に同期して、利得制御部に加える基準レベルＲＥＦを滑らかに変化させる。及び又は利得制御部のレスポンスに比較的大きな時定数を持たせる。係る構成では、例えば光信号λ１，λ２の通信中に光信号λ３が急に挿入されても、光スイッチＯＳＷ３の作用により、光信号λ３の振幅は図示の如く滑らかに上昇する。一方、基準レベルＲＥＦもこれに略同期して滑らかに上昇し、及び又は利得制御部のレスポンスにも比較的大きな時定数があるので、光中継器制御部からの光スイッチＯＳＷ３のＯＮタイミングが多少ずれても、差動アンプＤＡに大きな誤差電圧の検出は生じない。また誤差電圧が多少生じても利得制御部におけるレスポンスの時定数により、利得に大きな変化は生じない。その結果、光増幅器の光出力は一時的に低下することなく滑らかに上昇し、その後新たな基準レベルＲＥＦに基づくレベル一定制御に落ちつく。

図７（Ｂ）は光信号（光送信機）を削除する場合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通信中に光信号λ３を削除する場合は、まず光スイッチＯＳＷ３の作用により、光信号λ３の振幅は図示の如く滑らかに下降する。一方、基準レベルＲＥＦもこれに略同期して滑らかに下降し、及び又は利得制御部のレスポンスにも比較的大きな時定数があるので、光中継器制御部からの光スイッチＯＳＷ３のＯＦＦタイミングが多少ずれても、差動アンプＤＡに大きな誤差電圧の検出は生じない。また誤差電圧が多少生じても利得制御部におけるレスポンスの時定数により、利得に大きな変化は生じない。その結果、光増幅器の光出力は一時的に上昇することなく滑らかに下降し、その後新たな基準レベルＲＥＦに基づくレベル一定制御に落ちつく。その後、λ３を削除できる様にする。

図８は第４の実施の形態による光中継器の構成を示す図で、光増幅器が光波長多重信号の出力一定制御を行うのではなく、ある光信号の出力一定制御を行うことにより、結果として光波長多重信号の出力一定制御が得られる場合を示している。増幅光の一部を光分岐で分岐すると共に、光フィルタ（ファブリペロー型光分波器等）で各波長の光信号を抽出し、夫々をフォトディテクタＰＤで光電変換してレベル検出部ＬＶＤにより信号レベル（振幅レベル／光パワー等）Ｌ１〜Ｌ６をモニタする。更にアナログスイッチ（アナログセレクタ）で何れかのチャネルの信号レベルＬｉを選択し、これを差動アンプＤＡで基準レベルＲＥＦ（但し、この場合は常に１波長分の△ＲＥＦ）と比較し、得られた誤差信号を増幅して励起用レーザダイオードの駆動回路に負帰還し、こうして何れか１のチャネルの光出力が一定となる様にループを形成する。

従って、例えば入力の光信号λ１，λ２のうち、例えば光信号λ１の信号レベルＬ１をモニタして光出力一定制御を行っている場合に、もし光信号λ３が急にに挿入されても、光増幅器の帰還ループには何らの影響もないから、光増幅器の出力には各一定のレベルに増幅された光信号λ１，λ２の上に同じく一定のレベルに増幅された光信号λ３が合成される。逆も同様である。

かくして、ある光信号の出力一定制御を行うことにより、結果として光波長多重信号の出力一定制御が得られる。しかも、この場合の各光信号（モニタ用光信号を除く）は従来と同様に急に挿抜されても良く、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの問題は生じない。

なお、例えばモニタ中の光信号λ１が挿抜される場合は、制御局１００からの通知により、予めモニタ対象の光信号を例えば他の光信号λ２に変更する。制御局１００からの通知は、光信号λ１に重畳される制御信号で知らされても良いし、又は制御局１００からの直接のルートＣＭＳＧで知らされても良い。

また、上記本実施の形態では各波長λ１〜λ６毎にフォトディテクタＰＤとレベル検出部ＬＶＤを備える構成を示したが、これに限らない。図示しないが、例えばファブリペロー型光分波器と光スイッチ（光セレクタ）とにより光フィルタを構成し、中継器制御部からの波長選択信号ＷＳにより、任意単一波長の光信号を抽出するように構成しても良い。この場合は、アナログセレクタ、及び１チャネル分を残して他のＰＤやＬＶＤを省略できる。また、エルビウムドープファイバに代え、半導体光増幅素子を使用できることは言うまでも無い。

図９は第５の実施の形態による光中継器の構成を示す図で、上記図８の構成に、モニタ用光信号の自動検出部を付加した場合を示している。図示の如く、光増幅器の前段で光合波器の出力の一部を光分岐で分岐し、光フィルタで各波長の光信号を抽出し、夫々をフォトディテクタＰＤで光電変換してレベル検出部ＬＶＤにより各信号レベル（光パワー／振幅レベル等）をモニタする。更に入力解析部で信号レベルが所定以上のチャネルを検出し、そのチャネル番号をエンコードしてアナログセレクタの選択信号ＬＳとなし、これをアナログセレクタの選択入力Ｓに加える。その結果、アナログセレクタは常に光信号の存在するチャネルの光信号を自動的にモニタ対象に選択する事になる。

なお、入力解析部に優先選択の機能を付加することで、複数チャネルに光信号が存在する場合でも、優先順位の高いチャネルを優先的に選択できる。また、上記利得制御部にファブリペロー型光分波器と光スイッチ（光セレクタ）とからなる光フィルタを採用した場合は、入力解析部の選択信号ＬＳを該光フィルタの選択信号ＷＳとして使用する。

図１０は第１の実施の形態による光送信機を説明する図で、光信号の急な挿抜時における上記オーバシュート／アンダシュートの発生を緩和すべく光送信機の外部光変調器に電界吸収型光変調器を使用した場合を示している。図１０（Ａ）に第１の実施の形態による光送信機の構成を示す。光出力一定制御された光源（例えばレーザダイオード）からの光ビームは電界吸収型光変調器で光強度が変調され、光ネットワークに送信される。

図１０（Ｂ）に電界吸収型光変調器の消光特性を示す。電界吸収型光変調器は、図示の如く、素子に加えるバイイアス電圧（印加電界）を高くすると消光特性（挿入損失）が増加し、バイイアス電圧（印加電界）を低くすると消光特性（挿入損失）が減少する特性を有する。

図１０（Ａ）に戻り、駆動回路は入力の高ビットレートの送信データを高周波（ＧＨｚオーダ）のデータ駆動信号に変換する。バイアス制御回路は入力の送信付勢／消勢の制御信号ＴＸＥに従い図示の如くハイレベルからローレベル又はローレベルからハイレベルに緩やかに遷移するようなバイアス制御信号を生成する。また必要なら、低周波発振器は、入力の制御データの１／０に従い低周波の正弦波信号を発生／消勢する。なお、ここでは制御信号の重畳方式としてＡＳＫ変調の場合を述べるが、他にＦＳＫやＰＳＫ変調等を採用しても良い。そして、低周波重畳回路は、上記高ビットレートのデータ駆動信号に低周
波のバイアス制御信号や低周波数の制御信号を重畳して電界吸収型光変調器に加える。

係る光送信機（パッケージ）のシステムへの活線挿入を行う時は、まず送信制御信号ＴＸＥ＝０（消勢）により電界吸収型光変調器に高いバイアス電圧を加え得る状態で、光送信機を活線挿入し、電界吸収型光変調器の光透過率を非常に小さくしておく。次に光源のレーザダイオードＬＤを立ち上げ、ＬＤのバイアス電流や動作温度が所定の設定状態になるのを待つ。次に何らかの送信データ（バーストデータ等）を加えると共に、送信制御信号ＴＸＥ＝１（付勢）となして電界吸収型光変調器のバイアス電圧を徐々に低下させる。これに伴い、出力の光信号は徐々に光パワーを増す。

また、光送信機を抜去する場合は、まず送信制御信号ＴＸＥ＝０（消勢）として電界吸収型光変調器に徐々に高いバイアス電圧を加え、透過率を非常に小さくする。これに伴い、出力の光信号は徐々に光パワーを減少する。次にＬＤのバイアス電流をゼロにして消灯し、光送信機を抜去する。従って、この場合の光中継器には図６で述べた様な光スイチＯＳＷ１〜ＯＳＷ６を設けなくても、上記オーバシュート／アンダシュートの発生を有効に抑制できる。

なお、上記バイアス制御信号は電界吸収型光変調器の変調信号に重畳したが、光源のバイアス駆動信号に重畳しても良い。この点は、低周波の制御信号についても同様である。また、上記電界吸収型光変調器に他に、マッハツェンダ型光変調器を使用しても良い。

図１１は第２の実施の形態による光送信機を説明する図で、光源の光出力一定制御（ＡＰＣ）及び光波長一定制御を行う光送信機の一例を示している。図において、光源がレーザダイオードＬＤの場合は、ＬＤ素子の前面のみならず、ＬＤＥ素子の後面からも主ビームと同等程度又は一定割合のバック光が得られる。この様なＬＤのバック光をフォトディテクタＰＤで光電変換し、レベル検出部ＬＶＤで光パワーをモニタする。更に差動アンプＤＡ３で該モニタ信号と光出力を決定する基準レベルＲＥＦ３とを比較し、得られた誤差信号を増幅してこれをバイアス電流駆動回路に負帰還し、ＬＤのバック光（即ち、前方の主ビーム）の光出力が一定となるようにＬＤのバイアス電流Ｉｂを制御する。

しかし、一般にＬＤは特性のバラツキや経年変化等により、一定の光出力を得るためのバイアス電流Ｉｂは変化する。ＬＤのバイアス電流Ｉｂが変化すると、ＬＤの動作温度も変化し、これに伴い光ビームの波長も変化する。光ビームの波長変化は、上記チャネル間のクロストークの原因となるので、光波長を一定に維持しなくてはならない。

そこで、ＬＤ素子にペルチェ冷却素子を接触させると共に、ＬＤのバイアス電流駆動回路よりバイアス電流Ｉｂをモニタする。更に差動アンプＤＡ２で該モニタ信号とＬＤのバイアス電流の基準レベルＲＥＦ２とを比較し、得られた誤差信号を増幅して該誤差に対応する温度制御レベルＲＥＦ１を生成する。

一方、ＬＤ素子にサーミスタを接触させて固定抵抗Ｒとの抵抗分割によりＬＤ素子の動作温度を検出する。そして、差動アンプＤＡ１により該温度検出信号と前記生成した温度制御レベルＲＥＦ１とを比較し、得られた誤差信号を増幅してこれをペルチェ冷却素子に負帰還し、ＬＤ素子の動作温度一定制御を行う。但し、この場合は、ＬＤのバイアス電流Ｉｂの変化に応じて、ペルチェ冷却素子の設定温度ＲＥＦ１が変化し、これに伴いＬＤは新たな動作温度に引き込まれ、維持される。これに伴いＬＤの光波長は一定に維持される。

例えば、一般的なＬＤでは光出力一定制御のため、バイアス電流ＩｂがａｍＡ増えたとすると、光ビームの波長は（ａ／１００）ｎｍ程度波長が伸びるとされている。そこで、
ＬＤ素子の動作温度を（ａ／１０）ｄｅｇ程度下げることにより光波長一定制御を行う。

本実施の形態ではＬＤのバック光を利用するので構造簡単となり、光送信機性能の高安定化と共に小型化、低価格化が図れる。

図１２は第３の実施の形態による光送信機を説明する図で、光源の光出力一定制御（ＡＰＣ）及び光波長一定制御を行う光送信機の他の例を示している。ここでは外部光変調器にＬｉＮｂ０3 によるマッハツェンダ型光変調器（ＭＺ光変調器）を使用している。ＭＺ光変調器では、ＬＤからの光ビームを２光路に分岐すると共に、各光路設けた非対称の進行波電極Ａ，Ｂ間にデータ信号及びバイアス信号等からなる電界を加えることで、各光路を通る光に位相差（光路差）を生じさせ、これらを合成することで、位相差がπの時は出力光信号＝０、位相差が０，２π等の時は出力光信号＝１の振幅変調を行う。

図示の如く、ＭＺ光変調器の光出力信号の一部を光分岐で分岐し、フォトディテクタＰＤで光電変換してレベル検出部ＬＶＤによりＭＺ光変調器の光出力をモニタする。更に差動アンプＤＡ３で該モニタ信号をＭＺ光変調器の光出力を決定する基準レベルＲＥＦ３と比較し、得られた誤差信号を増幅してこれをＬＤのバイアス電流駆動回路に負帰還し、ＭＺ光変調器の光出力が一定となるようにバイアス電流Ｉｂを制御する。

また、ＬＤ素子にペルチェ冷却素子を接触させると共に、前記バイアス電流駆動回路よりＬＤのバイアス電流Ｉｂをモニタする。更に差動アンプＤＡ２で該モニタ信号とＬＤのバイアス電流の基準レベルＲＥＦ２とを比較し、得られた誤差信号を増幅して該誤差に対応する温度制御信号レベルＲＥＦ１を生成する。

一方、ＬＤ素子にサーミスタを接触させて固定抵抗Ｒとの抵抗分割によりＬＤ素子の動作温度を検出する。そして、差動アンプＤＡ１により該温度検出信号と前記生成した温度制御信号レベルＲＥＦ１とを比較し、得られた誤差信号を増幅してこれをペルチェ冷却素子に負帰還し、ＬＤ素子の動作温度一定制御を行う。但し、この場合は、ＬＤのバイアス電流Ｉｂの変化に応じて、ペルチェ冷却素子の設定温度ＲＥＦ１が変化し、これに伴いＬＤは新たな動作温度に引き込まれ、維持される。これに伴いＬＤの光波長は一定に維持される。本実施の形態では外部光変調器の光出力に基づき光出力一定制御を行うので、光伝送路に高精度、高安定の光信号を提供できる。

なお、上記マッハツェンダ型光変調器に代えて、他の電界吸収型光変調等を使用しても良い。また、上記各実施の形態では本発明の各特徴部分を中心に述べたが、各特徴部分を適宜に組み合わせることで様々な構成の光波長多重伝送システムが構築されることは言うまでも無い。

また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で、各部の構成、制御、及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。

（付記１） 例えば図１（Ａ）において、付記１の光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、前記光送信装置ＯＳは高ビットレートの光主信号に低周波の光制御信号を一定の割合で重畳して送信すると共に、光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号を高周波の主信号成分と低
周波の制御信号成分とに分離して各分離信号の信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが一定の関係にないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出手段を備えるものである。

付記１の光波長多重伝送システムにおいては、光送信装置ＯＳは高ビットレートの光主信号に低周波の光制御信号を一定の割合で重畳して送信する。従って、通常ならある波長の光信号からは主信号成分の信号レベルに対し一定割合の制御信号成分の信号レベルが検出される筈である。しかし、ある波長の光信号に他のチャネルより波長の逸脱した光信号が混入した様な場合には、チャネル間の信号干渉により、前記ある波長の主信号成分の信号レベルとその制御信号成分の信号レベルとの間には一定の関係（割合等）が得られない。同時に前記他のチャネルの主信号成分の信号レベルとその制御信号成分の信号レベルとの間にも一定の関係（割合等）が得られない。従って、光波長多重信号の分岐光より所望単一波長の光信号を抽出してその主信号成分の信号レベルとその制御信号成分の信号レベルとの間の一定の関係有無を調べることにより、クロストークの存在を有効に検出できる。

（付記２） また付記２の光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より各波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが一様でないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出手段を備えるものである。

付記２の光波長多重伝送システムにおいては、光分岐された光波長多重信号の内の複数の光信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが一様か否かを判別する。この種の光波長多重伝送システムでは、各波長の光送信信号は各光送信装置において夫々光出力一定制御されているので、正常なら上記検出した各信号レベルは一定（一様）の筈である。しかし、ある波長の光信号に他のチャネルより波長の逸脱した光信号が混入した様な場合には、チャネル間の信号干渉により、前記ある波長の検出レベルは他の正常なチャネルの検出レベルと異なる。同時に前記他のチャネルの検出レベルも他の正常なチャネルの検出レベルと異なる。上記いずれにしても、光波長多重信号の分岐光より各波長の光信号を抽出してこれらの信号レベル間の一様性有無を調べることにより、クロストークの存在を有効に検出できる。

（付記３） また付記３の光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、前記光送信装置ＯＳは高ビットレートの光主信号に低周波の光制御信号を一定の割合で重畳して送信すると共に、光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号より低周波の制御信号成を分離して制御信号を復調すると共に、得られた制御信号が正常でないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出手段を備えるものである。

しかし、ある波長の光信号に他のチャネルより波長の逸脱した光信号が混入した様な場合には、チャネル間の信号干渉により、前記ある波長の制御信号は正常に復調できない。同時に前記他のチャネルの制御信号も正常に復調できない。従って、光波長多重信号の分
岐光より所望単一波長の光信号を抽出してその制御信号の復調可否、又は復調されても誤りが多い、等の状態を監視することにより、クロストークの存在を有効に検出できる。

（付記４） また付記４の光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備えるものである。

この様な光振幅制御手段は、図示しないが、光送信装置ＯＳの中、又は光送信装置ＯＳと光合波器の間に設けられる。光信号の挿入／削除とは、光送信装置（パッケージ）の挿抜、又は光送信装置の送信開始／停止を意味する。光振幅制御手段は、光信号の挿入／削除に際し、これに連動して光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる。光送信装置ＯＳの中では、光源又は外部光変調器のバイアスを緩やかに変化させる方法で光振幅制御手段を実現できる。またそれ以外の場所では、光経路に光透過率可変減衰器を挿入してその光透過率を緩やかに変化させる方法で光振幅制御手段を実現できる。光信号の挿入／削除に際し、光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させれば、光増幅器が光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅していても、オーバシュート／アンダシュートの発生を有効に抑制できる。

（付記５） また付記５の光増幅器は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号に基づきその信号レベルを検出すると共に、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えるものである。

付記５の光増幅器においては、光増幅部は入力の光波長多重信号を光増幅するが、利得制御部は、光増幅後の分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、該抽出光信号の光電変換信号に基づき検出した信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する。即ち、光波長多重信号の出力一定制御では無く、ある波長信号の出力一定制御により、結果として全波長信号の出力一定制御を実現している。因みに、どの光信号を利得制御の基準とするかは、予め網側より知らされる。網側は、光増幅器に入る光信号の波長数、光増幅後の所要光出力から、どの光信号を利得制御対象にし、その出力制御値はいくらであるかを知らせる。従って、他の任意の光信号が挿入／削除されても、その部分には関知しないのでオーバシュート／アンダシュートは発生せず、常に全波長信号の出力が一定に制御される。

（付記６） また付記６の光増幅器は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の何
れか１の信号レベルを選択し、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えるものである。

付記６の光増幅器においては、利得制御部は、光増幅後の分岐光より各波長の光信号を抽出し、得られた各信号レベルの中から１の信号レベルを選択する構成となっている。一般に、光増幅後の分岐光よりある波長の光信号を抽出するには光フィルタを使用するが、単一の光フィルタでその波長選択性を変えるのは困難であるため、例えばファブリペロー型光分波器を使用すると共に、各分波信号を光電変換して各信号レベルを検出し、これらの内の何れか１つをアナログスイチで選択する構成とする。従って、実現容易である。

（付記７） 好ましくは、付記７においては、上記付記５又は６において、光増幅前の光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の光信号が存在する何れか１のチャネル情報を選択し、これを前記利得制御部における利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルの選択用信号となす光信号検出部を備える。

付記７によれば、光信号検出部は、光増幅前の光波長多重信号に基づき、いずれのチャネルに光信号が存在するかを自動的に検出し、そのチャネル番号の情報を利得制御部に知らせる。従って、この場合の光増幅器は、網側からの通知を受けなくても、自動的に利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルを選択できる。

（付記８） また、例えば図１（Ｂ）において、付記８の光中継装置は、低周波光制御信号を重畳された各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号を高周波の主信号成分と低周波の制御信号成分とに分離して各分離信号の信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが一定の関係にないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出部を備えるものである。光中継装置にこの様なクロストーク検出部を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行える。

（付記９） また付記９の光中継装置は、各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より各波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが一様でないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出部を備えるものである。光中継装置にこの様なクロストーク検出部を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行える。

（付記１０） また付記１０の光中継装置は、低周波光制御信号を重畳された各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より所望
単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号より低周波の制御信号成を分離して制御信号を復調すると共に、得られた制御信号が正常でないことにより光信号間のクロストークを検出するクロストーク検出部を備えるものである。光中継装置にこの様なクロストーク検出部を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行える。

（付記１１） また付記１１の光中継装置は、各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光中継装置における合波前の各光信号受信経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の透過量を緩やかに変更する透過量可変光減衰器を備えるものである。従って、光中継装置の光増幅器が入力の光波長多重信号をその光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する場合でも、該光中継装置における合波前の各光信号受信経路にこの様な透過量可変光減衰器を備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。

（付記１２） また付記１２の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源と、光源の光出力を変調する電界吸収型又はマッハツェンダ型素子等よりなる外部光変調器と、外部光変調器による光信号送信の開始／停止に際し、前記外部光変調器に加えるバイアス制御信号を緩やかに変化させるバイアス制御回路とを備えるものである。従って、光増幅器が光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する場合でも、光送信装置がこの様なバイアス制御回路を備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。

（付記１３） また付記１３の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源となるレーザダイオードと、前記レーザダイオードの後方監視用光のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの光出力を一定に制御するバイアス電流制御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えるものである。

一般に、光源となるレーザダイオードは、その出力ビームの光波長がレーザダイオードの動作（周囲）温度の変化に応じて所定の関係により変化する性質を持っている。また、レーザダイオードの光出力は該レーザダイオードのバイアス（駆動）電流と所定の関係にあり、その光出力一定制御を行うと、レーザダイオード特性のバラツキや、経年劣化により光出力とバイアス電流との関係も変化する。かくしてバイアス電流が変化すると、レーザダイオードの動作温度も変化し、出力ビームの光波長も変化してしまう。そこで、波長一定制御部はレーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、サーミスタやペルチェ冷却素子等を含む動作温度制御部
の温度設定値を制御する。従って、レーザビームの光出力のみならず、光波長も一定に制御され、有害なクロストークの発生を未然に防止できる。

（付記１４） また付記１４の光送信装置は、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、光源となるレーザダイオードと、前記レーザダイオードの光出力を変調する外部光変調器と、前記外部光変調器の出力信号の一部を光分岐して得たモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御する前記レーザダイオードのバイアス電流制御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えるものである。付記１４の光送信装置によれば、バイアス電流制御部は、外部光変調器出力の分岐光のモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御するするので、網側に出力高安定な光信号を提供できる。

本発明の原理を説明する図である。 実施の形態による光波長多重伝送システムの概略構成を示す図である。 第１の実施の形態による光中継器の構成を示す図である。 第１の実施の形態による光中継器の動作タイミングチャートを示す図である。 第２の実施の形態による光中継器の構成を示す図である。 第３の実施の形態による光中継器を説明する図である。 第３の実施の形態による光中継器の動作タイミングチャートである。 第４の実施の形態による光中継器の構成を示す図である。 第５の実施の形態による光中継器の構成を示す図である。 第１の実施の形態による光送信機を説明する図である。 第２の実施の形態による光送信機を説明する図である。 第３の実施の形態による光送信機を説明する図である。 従来技術を説明する図（１）である。 従来技術を説明する図（２）である。

符号の説明

１００ 制御局
ＤＡ 差動アンプ
ＬＤ レーザダイオード
ＬＶＤ レベル検出部
ＰＤ フォトディテクタ
ＯＡ 光増幅器
ＯＣＣＳ 光クロスコネクトスイッチ
ＯＤＭＸ 光分波器
ＯＭＵＸ 光合波器
ＯＲ 光受信機
ＯＳ 光送信機
ＲＧ 光中継器
ＲＧＣＴ 中継器制御部
ＲＸ 光受端装置
ＲＸＣＴ 受端装置制御部
ＴＸ 光送端装置
ＴＸＣＴ 送端装置制御部

Claims (8)

1. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムにおいて、
   送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の速度を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備えることを特徴とする光波長多重伝送システム。
2. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、
   入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、
   光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号に基づきその信号レベルを検出すると共に、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えることを特徴とする光増幅器。
3. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光増幅器において、
   入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、
   光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の何れか１の信号レベルを選択し、該信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制御部とを備えることを特徴とする光増幅器。
4. 光増幅前の光波長多重信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の光信号が存在する何れか１のチャネル情報を選択し、これを前記利得制御部における利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルの選択用信号となす光信号検出部を備えることを特徴とする請求項２又は３の光増幅器。
   
5. 各波長の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置と、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、
   光中継装置における合波前の各光信号受信経路に設けられ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の透過量を緩やかに変更する透過量可変光減衰器を備えることを特徴とする光中継装置。
6. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、
   光源と、
   光源の光出力を変調する電界吸収型又はマッハツェンダ型素子等よりなる外部光変調器と、
   外部光変調器による光信号送信の開始／停止に際し、前記外部光変調器に加えるバイアス制御信号を緩やかに変化させるバイアス制御回路とを備えることを特徴とする光送信装置。
7. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、
   光源となるレーザダイオードと、
   前記レーザダイオードの後方監視用光のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの光出力を一定に制御するバイアス電流制御部と、
   前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、
   前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えることを特徴とする光送信装置。
8. 各波長の光信号を送信する複数の光送信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光送信装置において、
   光源となるレーザダイオードと、
   前記レーザダイオードの光出力を変調する外部光変調器と、
   前記外部光変調器の出力信号の一部を光分岐して得たモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御する前記レーザダイオードのバイアス電流制御部と、
   前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温度制御部と、
   前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一定制御部とを備えることを特徴とする光送信装置。

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