JP2006086365A - 光増幅装置の制御装置及び制御方法 - Google Patents

光増幅装置の制御装置及び制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＡＳＥ補正を行なう光増幅装置のＡＳＥ補正誤差を抑制して、波長数変動時の出力信号光レベル及び光増幅利得の安定化を図る。
【解決手段】ＡＳＥに起因して生じる光増幅装置１の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正手段１６，１８と、このＡＳＥ補正手段１６，１８による制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御手段９とをそなえる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光増幅装置の制御装置及び制御方法に関し、特に、光増幅装置の出力一定制御や利得一定制御に用いて好適な、光増幅装置の制御装置及び制御方法に関する。
現在、波長の異なる複数の光信号を一つの伝送路（光ファイバ）に入力することにより伝送容量を増大させる、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式が普及している。また、光リングネットワークでは、多重化されたＷＤＭ光に関して伝送路途中で任意の波長の増減設を可能にする光伝送装置（光ノード）として、ＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplex）装置も実用化されている。
ここで示したＷＤＭ光通信方式においては、ＷＤＭ光の波長数の変化時においても、光増幅装置において増幅利得を一定に制御することにより、１波当たりの出力信号光パワーが一定となるように制御する必要がある。そのため、現在実施されているＷＤＭ光通信方式においては、需要に応じて任意の光ノード間で波長数の設定（増減設）が実施されたり、ＷＤＭ光通信システムにおいてプロテクション機能を提供する必要がある等の理由により、任意に実施される波長数の増減設に対して高速応答可能な光増幅装置が必要である。現在の光増幅装置の制御においては、この高速応答制御を自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）により実施しているのが一般的である。
また、長距離ＷＤＭ光通信システム等のように光増幅装置が多段に接続される条件においては、伝送路ファイバの温度や経年変化等に起因して伝送路ロスに変化が生じると、ＡＧＣのみでは伝送品質に悪化を招いてしまう。そこで、１波当たりの入力変動（入力ダイナミックレンジ）を吸収し、一定の信号出力レベル（パワー）を得るために、ＡＧＣに加えて、ＡＬＣ（Automatic Level Control）を併せて実施する必要がある。
図９に、このようなＡＧＣ及びＡＬＣを併用する従来の光増幅装置の構成を示す。この図９に示す光増幅装置は、２段増幅構成のインラインアンプとして構成されており、光回路部として、光増幅媒体であるエルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）１００ａ及び１００ｂと、これらのＥＤＦ１００ａ及び１００ｂ間に設けられて光レベル（損失量）を調整するための可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）１０１とをそなえるとともに、前段のＥＤＦ１００ａの入出力光レベルのモニタ回路を構成するビームスプリッタ（ＢＳ）１０２ａ，１０２ｂ，フォトダイオード（ＰＤ）１０３，１０４と、ＥＤＦ１００ａ用の励起光回路を構成する励起光源（ＬＤ）１０５，ＷＤＭカプラ（波長合波器）１０６とをそなえ、且つ、後段に配置されたＥＤＦ１００ｂの入出力光レベルのモニタ回路を構成するＢＳ１０７ａ，１０７ｂ，ＰＤ１０８，１０９と、ＥＤＦ１００ｂ用の励起光回路を構成する励起光源（ＬＤ）１１０，ＷＤＭカプラ１１１とをそなえて構成されている。
また、制御回路部（電気回路部）として、前段のＥＤＦ１００ａ用のＡＧＣ回路１２１と、後段のＥＤＦ１００ｂ用のＡＧＣ回路１２２と、ＶＯＡ１０１の減衰量を制御するＡＬＣ回路１２３とをそなえるとともに、ＡＳＥ補正回路（加算器）１２４，１２５もそなえる。
このようなＥＤＦを用いた光増幅装置（ＥＤＦＡ）では、各ＥＤＦ１００ａ及び１００ｂによる利得及びＶＯＡ１０１での損失の総和が光増幅装置全体としての利得（ＥＤＦトータルゲイン）となり、ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの利得又はＶＯＡ１０１での損失量を変化させることで、ＥＤＦトータルゲインを変化させることができる。
具体的に、上述の光増幅装置では、信号入力端から入力されたＷＤＭ光がＥＤＦ１００ａで増幅され、ＶＯＡ１０１で出力レベル（つまり、後段のＥＤＦ１００ｂへの入力レベル）が調整された後、ＥＤＦ１００ｂで再度増幅されて出力される。そして、この際、各ＥＤＦ１００ａ及び１００ｂの入出力光がそれぞれＢＳ１０２ａ，１０２ｂ及びＢＳ１０７ａ，１０７ｂにて一部分岐されて、各ＥＤＦ１００ａ及び１００ｂの入出力光パワーがそれぞれＰＤ１０３，１０４及びＰＤ１０８，１０９でモニタされる。即ち、各ＰＤ１０３，１０４，１０８，１０９は、入力光量に応じた電気信号（電圧値）を対応するＡＧＣ回路１２１，１２２にそれぞれ入力する。
ＡＧＣ部（ＡＧＣ回路１２１及び１２２）では、入力信号光のパワー変動込みでＡＧＣを実施する。即ち、上記各ＰＤ１０３，１０４，１０８，１０９からの入力電圧値を基に、ＥＤＦトータルゲインが予め定められた一定の値に保持されるように（前段のＥＤＦ１００ａの入力光レベルと後段のＥＤＦ１００ｂの出力光レベルとの比が一定となるように）、ＬＤ１０５，１１０の出力パワー（励起光パワー）を制御する。
一方、ＡＬＣ回路１２３では、１波当たりの入力変動（入力ダイナミックレンジ）を吸収して一定の出力信号光レベルを得るために、ＰＤ１０９のモニタ値（つまり、後段のＥＤＦ１００ｂの出力光レベル）に基づいてＶＯＡ１０１での損失量を調整することにより、入力信号光のパワー変動を抑圧する方向にＥＤＦトータルゲインを変化させる。
これにより、ＡＬＣ回路１２３による制御の応答速度（時定数）よりも十分遅い速度の入力光パワーの変動に対しては、入力ダイナミックレンジ範囲内の入力光パワー変動を完全に抑圧することができ、且つ、ＥＤＦトータルゲインを所定値に制御することが可能になる。
なお、後記特許文献１にも記載されているように、ＡＧＣの時定数は、前述したように入力信号光の波長数変動（波長増減設）に対して十分対応できるよう、ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの応答時間（励起光パワーが変化した時からＥＤＦ１００ａ，１００ｂの利得がその変化に応じて目標値に調整されるまでの時間で、通常は数ミリ秒程度）に対して十分に短く設定される。これに対し、ＡＬＣの時定数は、例えばＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）によって伝達される監視制御信号が各光ノードに伝達されるのに要する時間よりも長く（１０倍以上等）なるように設定される。
ところで、ＥＤＦを用いた光増幅装置においては、特許文献１の段落００５３，００５４でも述べられているように、入力光の増幅に伴ってノイズ成分となるＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）が発生する。そのため、光増幅装置への入力光パワー（トータルパワー）を「Pin」、光増幅装置への１波当たりの入力光パワーを「Pin_ch」、出力光パワー（トータルパワー）を「Pout」、信号利得を「Ｇ」、自段で発生したＡＳＥ出力を「Pase」、波長数を「m」とすると、ＡＧＣで設定される利得は下記（１）式により表され、所望の利得である信号利得Ｇに対してＡＳＥに起因した誤差が発生する。そして、この誤差はＷＤＭ光の波長多重数に依存している。

ＡＧＣ利得＝Pout／Pin＝(Ｇ・Pin＋Pase)／Pin
＝Ｇ＋Pase／(m×Pin_ch) …（１）

よって、ＡＧＣ利得は、信号利得Ｇに対して「Pase／(m×Pin_ch)」分だけ嵩上げしておけばよいことが分かる。そこで、図９に示す従来の光増幅装置では、ＡＧＣ部（ＡＧＣ回路１２１，１２２）への入力情報（ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの入力光パワーのモニタ値）にＡＳＥ補正値（＝Pase／G）を加算器１２４，１２５により反映させている。なお、ＡＳＥ補正値はＥＤＦ１００ａ，１００ｂの出力光パワーのモニタ値に反映させる場合もある（特許文献１の図１１参照）。また、特許文献１の段落００５８にも記載されているように、ＡＬＣに関してもＡＳＥ補正値が反映される。なお、かかるＡＳＥ補正の詳細については、例えば特許文献１の段落００５５，００５６に記載されている。
特開２００３−１７４４２１号公報
ところで、上記の「ＡＳＥ補正値」は、１波当たりの入力光パワーに大きく依存しているため、その１波当たりの入力光レベルが変動する可能性のあるＡＬＣ時には常に「ＡＳＥ補正値」を変化させる必要がある。その制御値は、１波レベルの入力光パワー（Pin_ch）を基に設定されるため、波長数変動に対して本来は変化しない値である。
しかし、ＡＬＣ中に波長数変動が生じた場合においては、ＯＳＣ等により正確な波長数情報を取得できるまでは波長数には変化がないものとされるため、波長数変動による入力光パワー変化を１波当たりの入力光レベル変動によるものと捉えてしまう。その結果、ＡＳＥ補正値に誤差が発生し、図９により上述した光増幅装置や特許文献１の技術のように、ＥＤＦトータルゲインの制御目標値やＶＯＡ１０１の制御目標値にＡＳＥ補正値を反映させる構成では、この制御目標値においても誤差が発生することになる。
つまり、１波当りの入力光レベルから目標値を設定する制御情報（光増幅装置全体のゲイン，ＥＤＦ個々のゲイン，ＡＳＥ補正値等）において制御誤差が発生することになる。その結果、本来、波長数増減設時においても一定であるべきＶＯＡ１０１の制御値（減衰量）が変化してしまい、利得偏差の影響等から主信号光（ＷＤＭ光）の伝送品質が劣化してしまう。
また、光増幅装置が多段に接続されるシステムにおいては、自段で発生したＡＳＥ補正値をＯＳＣ等により後段に配置される光増幅装置に通知して当該光増幅装置の制御情報として使用するが、ＡＬＣ状態で波長数変動が発生した場合は、自段で発生すべき正確なＡＳＥ補正値を算出できないため、波長数増減設時のＡＳＥ補正値を使用した制御を後段の光増幅装置にて実施することができない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＡＳＥ補正を行なう光増幅装置のＡＳＥ補正誤差を抑制して、波長数変動時の出力信号光レベル及び光増幅利得の安定化を図ることが可能な、光増幅装置の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の光増幅装置の制御装置（請求項１）は、入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御装置であって、該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正手段と、該ＡＳＥ補正手段による該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御手段とをそなえたことを特徴としている。
ここで、該光増幅装置は、該光増幅装置の利得を一定に制御する利得一定制御手段と、
該光増幅装置の出力レベルを一定に制御する出力レベル一定制御手段とをそなえるとともに、該ＡＳＥ補正手段は、該利得一定制御手段による利得一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第１ＡＳＥ補正情報により補正する第１ＡＳＥ補正部と、該出力レベル一定制御手段による出力レベル一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第２ＡＳＥ補正情報により補正する第２ＡＳＥ補正部とをそなえ、且つ、該ＡＳＥ補正制御手段は、上記の各ＡＳＥ補正部に対する上記各ＡＳＥ補正情報を前記時定数により設定するＡＳＥ補正情報設定部をそなえて構成してもよい（請求項２）。
また、該ＡＳＥ補正制御手段は、他の光増幅装置へ転送すべき該ＡＳＥに関するＡＳＥ情報を所定時定数にて出力するＡＳＥ情報転送部をさらにそなえて構成してもよい（請求項３）。
さらに、該ＡＳＥ補正制御手段は、該入力光についての波長数情報を受信すると、前記時定数に関わらず、上記各ＡＳＥ補正情報を当該波長数情報受信前の情報に固定するＡＳＥ補正情報固定化部をさらにそなえて構成してもよい（請求項４）。
また、本発明の光増幅装置の制御方法（請求項５）は、入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御方法であって、該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正ステップと、該ＡＳＥ補正ステップによる該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御ステップとを有することを特徴としている。
上記発明によれば、以下のような効果ないし利点が得られる。
（１）ＡＳＥ補正誤差の発生を低減することができ、波長数変動後における光増幅装置の出力レベルの安定性を確保できる。
（２）誤差の少ないＡＳＥ補正情報が光増幅装置の利得制御に反映されるので、波長数変動時に懸念される伝送品質の劣化を防ぐことができる。
（３）自段で発生するＡＳＥ補正情報のずれが低減されるため、波長数変動の発生に関わらず、次段に転送するＡＳＥ補正情報を用いた制御を正確に実施可能となる。
〔Ａ〕一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としての光増幅装置の制御装置が適用される光伝送装置の構成を示すブロック図で、この図１に示す光伝送装置（光ノード）は、アド／ドロップ機能を有するＯＡＤＭノードとして構成されており、本例では、光伝送系（主信号系）に、プリアンプとして機能する光増幅装置１−１と、ポストアンプとして機能する光増幅装置１−２と、波長分離部（DEMUX）２１，光スイッチ（SW）２２，波長多重部（MUX）２３及び光送受信機２４を構成要素とする光クロスコネクト部２とをそなえるとともに、制御系として、ビームスプリッタ（光カプラでもよい）３と、ＯＳＣ受信部４と、装置制御回路５と、ＯＳＣ送信部６と、ＷＤＭカプラ７とをそなえて構成されている。
ここで、光増幅装置１−１，１−２は、それぞれ、複数の波長が多重された入力光（ＷＤＭ光）を所定の出力レベルにまで波長一括増幅するもので、本実施形態においても図９に示す構成と同様に、図２に示すごとく、希土類の１つであるエルビウム原子を添加した光ファイバ（ＥＤＦ）１００ａ，１００ｂを用いたＥＤＦ光増幅器（ＥＤＦＡ）として構成される。なお、以下において、光増幅装置１−１，１−２を区別しない場合には単に「ＥＤＦＡ１」あるいは「ＥＤＦＡ１−ｋ」（ｋ＝１，２，…）と表記する。
光クロスコネクト部２は、低速光伝送装置への特定波長の信号光のドロップ（分岐）機能、低速光伝送装置からの特定波長の信号光の主信号（ＷＤＭ光）へのアド（挿入）機能、特定波長の信号光のスルー機能等を実現するもので、波長分離部２１でＷＤＭ光を波長毎に分波した後、光スイッチ２２にて、任意の波長の受信信号光を光送受信機２４側へ切り替えてドロップしたり、波長多重部２３へスルーしたり、あるいは、光送受信機２４からの送信光をアド光として波長多重部２３へ出力切り替えしたりすることができるようになっている。
ビームスプリッタ３は、プリアンプ１−１へのＷＤＭ光に監視制御用波長（ＯＳＣ）として含まれる光を分岐するものであり、ＯＳＣ受信部４は、このビームスプリッタ３で分岐されたＯＳＣの光を光電変換して下流側からの監視制御情報を抽出し装置制御回路５に通知する機能を有するものである。
装置制御回路５は、ＯＡＤＭノード１全体の動作を制御するもので、上記ＯＳＣ受信部４により受信された監視制御情報に応じた制御や、上流側へＯＳＣにより通知すべき監視制御情報の生成などの各種機能を装備しており、各ＥＤＦＡ１に対する必要な設定（利得目標値や出力パワー目標値等の設定）もアンプ・装置間インタフェース８（図２参照）を介して行なえるようになっている。
ＯＳＣ送信部６は、装置制御回路５からの監視制御情報をＯＳＣの光に変換して出力する機能を有するものであり、ＷＤＭカプラ（波長合波器）７は、ポストアンプ１−２の出力光（上流側へのＷＤＭ光）にＯＳＣ送信部６からのＯＳＣ光を合波するものである。
なお、上記のＯＳＣ受信部４と、装置制御回路５と、ＯＳＣ送信部６と、アンプ・装置間インタフェース８と、図２により後述するＥＤＦ制御回路９とで、ＥＤＦＡ１の制御装置が構成されている。
そして、上記の各ＥＤＦＡ１は、それぞれ、図２に示すように構成される。即ち、図９により前述した構成（２段増幅構成）と同様に、光回路部として、光増幅媒体であるＥＤＦ１００ａ及び１００ｂと、これらのＥＤＦ１００ａ及び１００ｂ間に設けられて光レベル（損失量）を調整するための可変光減衰器（ＶＯＡ）１０１と、前段に配置されたＥＤＦ１００ａの入出力光レベルのモニタ回路を構成するビームスプリッタ（ＢＳ）１０２ａ，１０２ｂ，フォトダイオード（ＰＤ）１０３，１０４と、ＥＤＦ１００ａ用の励起光回路を構成する励起光源（ＬＤ）１０５，ＷＤＭカプラ１０６と、後段に配置されたＥＤＦ１００ｂの入出力光レベルのモニタ回路を構成するＢＳ１０７ａ，１０７ｂ，ＰＤ１０８，１０９と、ＥＤＦ１００ｂ用の励起光回路を構成する励起光源（ＬＤ）１１０，ＷＤＭカプラ１１１とをそなえている。
また、制御回路部（電気回路部）として、ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの利得制御を実施するＡＧＣ回路１１と、ＶＯＡ１０１の減衰量（損失量）を制御するＡＬＣ回路１２と、これらのＡＧＣ回路１１及びＡＬＣ回路１２に対する各種目標値の設定等を行なうＥＤＦ制御回路９と、当該ＥＤＦ制御回路９と前記装置制御回路５との間のインタフェースをとるアンプ・装置間インタフェース８とをそなえている。
ここで、ＡＧＣ回路（利得一定制御手段）１１は、各ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの入出力光パワーに基づいて各ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの総利得（トータルゲイン＝Ｇ１＋Ｇ２）が一定（アンプ制御回路９から設定されるアンプ利得目標値）となるように各ＬＤ１０５，１１０の励起光パワーを調整（制御）するものである。このために、本例のＡＧＣ回路１１は、図２中に示すように、コンパレータ１３，１４，１５，加算器１６及び減算器１７をそなえて構成されている。
コンパレータ１３は、前段のＥＤＦ１００ａの出力光パワー（ＰＤ１０４で検出）と後段のＥＤＦ１００ｂへの入力光パワー（ＰＤ１０８で検出）との差分、つまりは、入出力光パワー比（利得）を得るものであり、コンパレータ１４は、ＥＤＦ１００ａへの入力光パワー（つまりは、ＥＤＦＡ１全体への入力光パワー：ＰＤ１０３で検出）とＥＤＦ１００ｂの出力光パワー（つまりは、ＥＤＦＡ１全体の出力光パワー：ＰＤ１０９で検出）との差分（つまりは、ＶＯＡ１０１による損失利得）を得るものである。
また、減算器１７は、コンパレータ１４の出力からコンパレータ１３の出力を減算することにより、ＥＤＦＡ１全体の入出力パワーからＶＯＡ１０１による利得損失を差し引いたＥＤＦ１００ａ，１００ｂによる純粋な入出力光パワーの差分（つまりは、利得）を得るものであり、コンパレータ１５は、この減算器１７の出力とＥＤＦＡ制御回路９から設定されるアンプ利得目標値（Ｇ１＋Ｇ２）との差分を取得するもので、当該差分が各ＬＤ１０５，１１０に供給されることにより、当該差分が最小となる（つまり、ＥＤＦＡ１のトータルゲインがアンプ利得目標値となる）よう各ＬＤ１０５，１１０の励起光パワーが制御されるようになっている。
そして、加算器〔ＡＳＥ補正手段（第１ＡＳＥ補正部）〕１６は、ＰＤ１０３の出力にＥＤＦＡ制御回路９から設定されるＡＳＥ補正値（第１ＡＳＥ補正情報）を反映（加算）することにより、ＥＤＦ１００ａ，１００ｂによる増幅に伴って発生するＡＳＥに起因してＡＧＣ制御に関して発生し得る制御誤差を入力モニタのオフセットとして補正（ＡＳＥ補正値分利得を嵩上げ）するものである。なお、ＡＳＥ補正制御方式自体に関してはこれに限定されない。例えば、ＡＳＥ補正値は、ＰＤ１０３の出力ではなくＰＤ１０４の出力に反映するようにしてもよい。
一方、ＡＬＣ回路（出力レベル一定制御手段）１２は、本実施形態においても、ＷＤＭ光の１波当たりの入力変動（入力ダイナミックレンジ）を吸収して一定の出力信号レベルを得るために、ＰＤ１０９のモニタ値（つまり、後段のＥＤＦ１００ｂの出力光レベル）に基づきＶＯＡ１０１の減衰量を調整することにより、ＥＤＦＡ１全体の出力光レベルが一定（ＥＤＦＡ制御回路９から設定される出力目標値）となるよう制御するもので、図２中に示すように、ＰＤ１０９の出力とＥＤＦＡ制御回路９からの出力目標値との差分をコンパレータ１８によって取得して、当該差分が最小となるようにＶＯＡ１０１の損失量が調整されるようになっている。ただし、その際、本例においても、ＡＬＣに関してＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を補正すべく、上記出力目標値にＡＳＥ補正値（第２ＡＳＥ補正情報）が加算器〔ＡＳＥ補正手段（第２ＡＳＥ補正部）〕１９により反映（加算）されるようになっている。
以上のような構成のＥＤＦＡ１では、ＡＬＣ状態（モード）において、光モニタ（ＰＤ１０９）にて出力パワーを検出し、当該出力パワーが一定（出力目標値）となるようにＶＯＡ１０１での損失量がＡＬＣ回路１２によって調整されるとともに、ＡＧＣ状態（モード）において、各ＥＤＦ１００ａ，１００ｂの前後段に配置された光モニタ（ＰＤ１０３，１０４，１０８，１０９）により、各ＥＤＦ１００ａ，１００ｂによるトータルゲインを検出し、当該ゲインが一定（アンプ利得目標値）となるように各ＬＤ１０５，１１０の励起光パワーがＡＧＣ回路１２によって調整される。なお、ＥＤＦＡ１における出力レベル及びＥＤＦ利得は各動作モードに対して一定に制御する必要があるため、ＷＤＭ光の１波当たりの入力変動（入力ダイナミックレンジ範囲内）に対して制御される。
また、かかる制御の際、先に記載したように、自段で補正すべきＡＳＥ補正値が１波当たりの入力パワーに依存することから、ＡＳＥによるノイズ発生分を補正するため、ＡＳＥ補正値を加算器１６，１９によりそれぞれＰＤ１０３の出力（入力モニタ値）及びコンパレータ１８への出力目標値に加算してＡＧＣ及びＡＬＣについての各制御目標値に反映させる（ＡＳＥ補正ステップ）。結果として、ＡＬＣ状態での各種制御目標値（出力目標値，アンプ利得目標値，ＶＯＡ損失目標値）は、ＡＳＥ補正値を反映させた場合において、下記の（２），（３），（４）式に示す通りとなる。

出力目標値[dB]＝１波当たりの出力パワー目標値[dBm/ch]+10×Log(ｍ)+Gase_total
…（２）
アンプ（ＥＤＦ）利得目標値[dB]＝ＥＤＦ利得設定値[dB]＋Gase_k …（３）
ＶＯＡ損失目標値[dB]＝ＥＤＦ利得目標値−アンプ利得モニタ値 …（４）

ここで、（２）式における「ｍ」は波長数、（３）式における「ＥＤＦ利得設定値」は、ＥＤＦＡ１の動作モードに対して装置制御回路５により所定値が設定され、（２）式における「Gase_total」は、ＡＳＥによる出力増加分（前段までの累積分+自段でのＡＳＥ発生分）相当の利得、（３）式における「Gase_k」は、自段（ｋ）でのＡＳＥによる出力増加分相当の利得をそれぞれ示す。また、（４）式における「アンプ利得モニタ値」は、入力ＰＤ１０３及び出力ＰＤ１０９のモニタ値の比により得られる。
図３に、３台のＥＤＦＡ（ＡＭＰ）１−１，１−２，１−３が伝送路２００，３００を介して多段に接続された時のレベルダイア（各伝送区間における出力パワー変化）を示す。この図３において、点線３０がＡＳＥ補正なしの場合の出力パワー変化を示し、実線４０が各ＥＤＦＡ１−ｋ（ｋ＝１，２，３）でＡＳＥ補正を行なった場合の出力パワー変化を示しており、ＥＤＦＡ１−１の出力パワーは自段（ｋ＝１）で発生するＡＳＥ分（Gase_total＝Gase_1）だけ嵩上げされ、ＥＤＦＡ１−２の出力パワーは前段（ｋ＝１）と自段（ｋ＝２）とで発生するＡＳＥ分（Gase_total＝Gase_1＋Gase_2）だけ嵩上げされ、ＥＤＦＡ１−３の出力パワーは自段（ｋ＝３）までと自段とで発生するＡＳＥ分（Gase_total＝Gase_1＋Gase_2＋Gase_3）だけ嵩上げされる。
このように、多段に接続された各ＥＤＦＡ１−ｋの出力目標値には、自段までと自段でのＡＳＥ補正による出力増加分（Gase_total）を反映する必要があり、その結果として、各ＥＤＦＡ１−ｋにおいて、各チャンネル（波長）の信号レベルが所望の出力レベルに一定制御される。なお、各段間のＡＳＥ補正情報は、通常、ＯＳＣ等により転送される。
ここで、ＡＳＥ補正による出力増加分（αとする）は、下記（５）式を意味する。

α[dB]＝10×Log10（総出力パワー／出力信号パワー）
＝10×Log10[((ｍ×Pin[mW/ch]+ASEin)×Gain+ASEout)／(ｍ×Pin[mW/ch]×Gain)]
…（５）

ただし、「ASEin」は、ＥＤＦＡ１に入力されるＡＳＥパワー、「ASEout」は、ＥＤＦＡ１から出力されるＡＳＥ総出力パワー、「ｍ」は波長数をそれぞれ示し、対数内の分子において、「ｍ×Pin+ASEin」が入力ＰＤ１０３（１０８）により検出（モニタ）され、「Ga in」は入力ＰＤ１０３（１０８）及び出力ＰＤ１０４（１０９）のモニタ値から求められ、「ASEout」は装置制御回路５から設定される。対数内の分母の各値は装置制御回路５から設定される。
また、図４に、多段に接続された個々のＥＤＦＡ１−ｋ内のレベルダイア（各区間における出力パワー変化）を示す。この図４において、点線５０が各ＥＤＦＡ１−ｋでＡＳＥ補正を行なわない場合の個々のＥＤＦＡ１−ｋ内での出力パワー変化を示し、実線６０が前段（ｋ−１）でＡＳＥ補正が行なわれ自段（ｋ）で発生するＡＳＥ分（Gase_k）の補正を行なわない場合の出力パワー変化を示し、点線７０が自段（ｋ）で発生するＡＳＥ分の補正（ＥＤＦ利得制御）を行なった場合の出力パワー変化を示している。
このように、各ＥＤＦＡ１−ｋにおいて利得偏差の発生を防ぐため、ＡＬＣ状態においてＥＤＦ利得一定制御が実施されるが、この制御目標値（ＥＤＦ利得目標値）においては上記（３）式に示す通り、自段（ｋ）でのＡＳＥによる出力増加分（Gase_k）だけＥＤＦ利得を加算する必要がある（点線７０参照）。この「Gase_k」は、「自段でのGase_total」−「後段のGase_total」で与えられる。
なお、波長数増減設に対応する高速応答を実現するＥＤＦＡ１においては、常時、ＡＧＣ制御が実施されて入出力利得が一定に保たれる。図２の構成においては、入力ＰＤ１０３（１０８）及び出力ＰＤ１０４（１０９）を用いて、「Pin×Gain−Pout」が最小（“０”）となるように高速制御されることになる。また、図４では点線７０に示すごとくＥＤＦ１００ｂの利得を制御して「Gase_k」分の利得加算を行なっているが、結果的に「Gase_k」分の嵩上げが実現されれば、ＥＤＦ１００ａの利得を制御してもよい。つまりは、ＥＤＦＡ１−ｋ全体として図４中に二点鎖線８０で示すようなAMP利得が得られればよい。通常、この様なレベルダイアの設定は、利得偏差・NF等の特性を考慮して設計される。
・波長数増減設時の問題点
ところで、ＡＬＣ状態での波長数増減設の発生時は、正確な波長数情報を取得できない限り、上記の（５）式で示したＡＬＣ状態でのＡＳＥ補正情報（α，Gase_k）を算出できない。そして、通常、波長数情報（ｍ）はＯＳＣ等により後段に通知される情報であり、光ノード間で任意に波長数が設定されるようなシステムにおいては、波長数が変化してから、正確な情報が通知されるまでに所定期間を要するため、ＡＬＣ状態において、この期間中は正確な波長数情報を認識することができない。
そのため、ＡＬＣ状態では、前述したように、波長数変動による入力変化を１波当たりの入力変動と捉えてしまい、本来反映されるべきＡＳＥ補正情報を取得できず、出力レベルやＥＤＦ利得等に目標値とのずれが発生する。そこで、本実施形態では、ＥＤＦ制御回路９により、ＡＳＥに起因して生じるＥＤＦＡ１の利得及び出力レベルに関する制御誤差の補正（ＡＳＥ補正）を所定の時定数により制御する構成とする。
このため、ＥＤＦ制御回路９は、例えば図５に示すように、入力モニタ回路９１，フィルタ回路（時定数回路）９２，第１ＡＳＥ補正値算出部９３，第２ＡＳＥ補正値算出部９４及び１波ＯＳＮＲ算出部９５をそなえて構成し、ＡＳＥ補正情報の算出に用いる入力モニタ情報に所定の時定数をもたせ、ＡＳＥ補正情報及び次段へのノイズ転送情報の算出に使用する。
ここで、入力モニタ回路９１は、ＡＳＥ補正情報の算出に用いる入力モニタ情報としてＰＤ１０３のモニタ値（電圧値）をディジタル値に変換する機能を有するものであり、フィルタ回路９２は、この入力モニタ回路９１からのディジタルモニタ値を所定の時定数τにて出力するものであり、入力が変動した場合、その変動する速度を遅くして出力する機能を果たすものである。そして、第１ＡＳＥ補正値算出部９３は、このフィルタ回路９２からのディジタルモニタ値を基に加算器１６（図２参照）により反映させるべき第１ＡＳＥ補正値（Pase／G×ｍ×Pin_ch）を算出するものである。
第２ＡＳＥ補正値算出部９４は、フィルタ回路９２からの上記ディジタルモニタ値を基に加算器１９により出力目標値に反映させるべき第２ＡＳＥ補正値（Gase_k＝「自段でのGase_total」−「後段のGase_total」）を算出するものであり、１波ＯＳＮＲ算出部９５は、次段へのノイズ転送情報として、１波のＯＳＮＲに相当する量（分解能波長当たりの自段でのＡＳＥ出力と１波信号出力との比）を算出するもので、得られた情報はＯＳＣ送信部６（図１参照）を通じて後段へ転送されるようになっている。即ち、この１波ＯＳＮＲ算出部９５は、他の光増幅装置へ転送すべきＡＳＥに関する情報（ＡＳＥ情報）を所定時定数τにて出力するＡＳＥ情報転送部として機能する。
つまり、本実施形態のＥＤＦ制御回路９は、加算器（ＡＳＥ補正部）１６，１９による制御誤差の補正を所定の時定数τにより制御（ＡＳＥ補正制御ステップを実施）する（加算器１６，１９に対する上記各ＡＳＥ補正情報を時定数τにより設定する）ＡＳＥ補正制御手段（ＡＳＥ補正情報設定部）として機能するのである。
以上のような機能を有するＥＤＦ制御回路９は、マイクロコントローラ又はディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）及び制御情報の演算に使用するパラメータを有するＲＯＭ等のメモリを用いて構成することができる。また、ＡＳＥ補正制御の上記時定数τは波長数増減設のスピードに対して十分遅い設定とし、且つ、通常ＡＬＣ動作に対して可能な設定値とする。具体的には、ＡＳＥ補正値算出の時定数τは、１波当たりの入力パワー変動を吸収するＡＬＣの時定数と一致させる、又は波長数増減設スピードより十分遅い設定とする必要がある。
これは、時定数τを波長数増減設のスピードに対してそれほど遅くない設定にすると、波長数変動時にＡＳＥ補正値算出にずれが生じてしまい、逆に過度に遅く設定すると、波長数変動を伴わない通常の運用時において、肝心のＡＬＣ制御時にＡＳＥ補正値算出にずれが生じるためである。通常、ＡＬＣにて制御が想定されるケースは、経時劣化（温度変動）などの遅い１波当たりの入力変動であり、前記したＡＬＣの時定数は波長数増減設に比較して十分遅い値であり、ＡＳＥ補正制御の上記時定数τの設定も波長数増減設に比較して十分遅い値の設定が可能である。
このように時定数τを設定することにより、図７に示すような制御が実現される。なお、従来技術のＡＳＥ補正値の反映方法では、図６に示すような動作となってしまい、自段のＡＳＥ補正ずれ及び後段への転送情報（ノイズ情報）のずれが発生する。
即ち、ＡＬＣ状態において、図６中に点線８１で示すタイミングで波長減設が発生したとすると、図６中(1)に示すようにＥＤＦＡ１への入力トータルパワーが減少するが、このとき、図６中(3)に示すように、ＯＳＣ等により波長数減設後の正確な波長数情報が転送されるまではＥＤＦＡ１で認識している波長数情報には変化がない（更新が間に合わない）ため、図６中(2)に示すように実際には１波当たりの入力パワーには変化がないにも関わらず、入力トータルパワーの減少が１波当たりの入力パワーの減少によるものと捉えてしまい、図６中(4)に示すようにＡＳＥ補正情報及び後段への転送情報にずれが生じてしまう。
これに対し、本実施形態のＥＤＦＡ１では、同様に、図７中に点線８１で示すタイミングで波長減設が発生したとしても、フィルタ回路９２の時定数τにより、図７中(4)に示すように、フィルタ回路９２の出力が時間に対して緩やかに変化するため、図７中(5)に示すようにＡＳＥ補正情報及び後段への転送情報のずれも緩やかに変化し、この結果、図７中(6)に示すように、ＥＤＦ利得目標値のずれも時間に対して緩慢になる。したがって、ＥＤＦ利得、出力パワー等のずれを低減することが可能となる。なお、図７中(1)〜(3)で示す情報は図６中(1)〜(3)に示す情報と同じである。
波長増設の場合も、上記減設の場合と同様に、ＡＳＥ補正情報に時定数τをもたせることにより、ＥＤＦ利得、出力パワー、ＯＳＣ転送情報等のずれを低減することが可能である。また、ＡＬＣ状態で波長数増減設が発生するケースにおけるＡＬＣの時定数に関しては、前記特許文献１に記載されるように、長周期ＡＬＣを実施するよう設定される。
・波長数情報設定
波長数増減設後のＡＬＣ状態にて、ＯＳＣ等により転送されてきた正確な波長数情報（ｍ）を反映させる場合は、図８に示す動作が想定される。即ち、ＡＳＥ補正情報（Gase_k）の算出には波長数情報を必要とするため、図８中(1)に符号８２で示すタイミングで波長減設が発生した後、図８中(3)に符号８３で示すタイミングで正確な波長数情報を反映させた場合、図８中(5)，(6)に符号８４で示すように、ＡＳＥ補正情報及び後段へのＯＳＣ転送情報に大幅なずれが生じ、ＥＤＦ利得目標値等にも大幅なずれが生じる。
そこで、本実施形態のＥＤＦ制御回路９は、正確な波長数情報を反映させる場合、図８中(7)，(8)に符号８５で示すように、ＡＳＥ補正情報を波長数情報の反映（受信）前の値に固定化するとともにＶＯＡ損失目標値を現在のモニタ値（ＰＤ１０４及び１０８のモニタ値）に設定する等の対処をして（ＡＳＥ補正情報固定化ステップ）、正確な波長数情報反映による急激な目標値ずれを回避する。かかる制御は、例えば図５に示す各ＡＳＥ補正値算出部９３，９４が、ＯＳＣ受信部４経由で装置制御回路５から正確な波長数情報を受信した時点でその出力値をそれまでの出力値に固定するように構成することで実現できる。
つまり、上記ＡＳＥ補正値算出部９３，９４は、入力光についての波長数情報を受信すると、前記時定数τに関わらず、上記ＡＳＥ補正情報を当該波長数情報受信前の情報に固定するＡＳＥ補正情報固定化部としての機能も果たしていることになる。このようにＶＯＡ１０１の制御値を固定化（現在のモニタ値から設定）する処理は、ＡＳＥ補正制御に時定数τをもたせているが故に必須となる処理である。
なお、上記のような波長数情報取り込み時の急激な目標値ずれを回避するには、ＶＯＡ１０１の損失量を制御する時定数を波長数増減設のスピードに対して十分遅く設定することでも対処可能である。このようにしても、本来の制御値に対して、ほぼ誤差の無い目標値設定が可能である。
また、正確な波長数情報をＡＧＣのみが動作している状態において取り込む場合は、ＡＧＣ遷移時にＶＯＡ損失目標値の設定対処を実施すれば良いが、ＡＬＣ状態で制御を続けた場合は、最終的な収束値が、正確な波長数情報から算出できないため、所定期間後にはＡＳＥ補正情報に誤差が発生する。その動作を回避するため、ＡＬＣ中の波長増減設発生後には、所定期間内（制御値ずれが許容範囲外となる前）にＡＧＣ状態に遷移させる必要がある。この状態から、正確な波長数情報および制御情報が反映され、再度ＡＬＣ状態に遷移することにより、出力レベル・ＥＤＦ総利得などの安定化を図ることが可能である。
以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果ないし利点が得られる。
（１）ＡＬＣ中の波長数増減設におけるＡＳＥ補正誤差の発生を低減することができ、波長数変動後における出力レベルの安定性を確保できる。
（２）誤差の少ないＡＳＥ補正情報をＥＤＦ利得制御値に反映させることにより、ＡＬＣ中の波長数増減設時に懸念される伝送品質の劣化を防ぐことが出来る。
（３）自段で発生するＡＳＥ補正情報のずれが低減されるため、波長数増減設の発生に関わらず、次段に転送するＡＳＥ補正情報を用いた制御を正確に実施可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、ＡＬＣ部及びＡＧＣ部のオフセットとしてＡＳＥ補正を行なう構成となっているが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方に関してのみＡＳＥ補正を実施する構成になっていてもよい。
また、上述した実施形態では、光増幅装置が希土類添加光ファイバとしてＥＤＦを用いたＥＤＦ光増幅器として構成されている場合について述べたが、本発明はこれに限定されず、入力光の増幅に伴ってＡＳＥが発生し得る光増幅器であれば本発明は同様に適用され、上記と同様の作用効果を得ることができる。
〔Ｂ〕付記
（付記１）
入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御装置であって、
該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正手段と、
該ＡＳＥ補正手段による該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御手段とをそなえたことを特徴とする、光増幅装置の制御装置。
（付記２）
該光増幅装置が、
該光増幅装置の利得を一定に制御する利得一定制御手段と、
該光増幅装置の出力レベルを一定に制御する出力レベル一定制御手段とをそなえるとともに、
該ＡＳＥ補正手段が、
該利得一定制御手段による利得一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第１ＡＳＥ補正情報により補正する第１ＡＳＥ補正部と、
該出力レベル一定制御手段による出力レベル一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第２ＡＳＥ補正情報により補正する第２ＡＳＥ補正部とをそなえ、且つ、
該ＡＳＥ補正制御手段が、
上記の各ＡＳＥ補正部に対する上記各ＡＳＥ補正情報を前記時定数により設定するＡＳＥ補正情報設定部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光増幅装置の制御装置。
（付記３）
該ＡＳＥ補正制御手段が、
他の光増幅装置へ転送すべき該ＡＳＥに関するＡＳＥ情報を所定時定数にて出力するＡＳＥ情報転送部をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光増幅装置の制御装置。
（付記４）
該ＡＳＥ補正制御手段が、
該入力光についての波長数情報を受信すると、前記時定数に関わらず、上記各ＡＳＥ補正情報を当該波長数情報受信前の情報に固定するＡＳＥ補正情報固定化部をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光増幅装置の制御装置。
（付記５）
前記時定数が、該利得一定制御手段による該利得一定制御に関する時定数と同じ値に設定されていることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の光増幅装置の制御装置。
（付記６）
該光増幅装置が、希土類添加光ファイバ増幅装置として構成されていることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の光増幅装置の制御装置。
（付記７）
該希土類添加光ファイバ増幅装置が、エルビウム添加光ファイバ増幅装置として構成されていることを特徴とする、付記６記載の光増幅装置の制御装置。
（付記８）
入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御方法であって、
該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正ステップと、
該ＡＳＥ補正ステップによる該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御ステップとを有することを特徴とする、光増幅装置の制御方法。
（付記９）
該ＡＳＥ補正制御ステップが、
該光増幅装置の利得一定制御及び出力レベル一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差をそれぞれ前記時定数により制御することを特徴とする、付記８記載の光増幅装置の制御方法。
（付記１０）
該ＡＳＥ補正制御ステップが、
他の光増幅装置へ転送すべき該ＡＳＥに関するＡＳＥ情報を所定時定数にて出力するＡＳＥ情報転送ステップを含むことを特徴とする、付記９記載の光増幅装置の制御方法。
（付記１１）
該ＡＳＥ補正制御ステップが、
該入力光についての波長数情報を受信すると、前記時定数に関わらず、上記各ＡＳＥ補正情報を当該波長数情報受信前の情報に固定するＡＳＥ補正情報固定化ステップを含むことを特徴とする、付記９記載の光増幅装置の制御方法。
（付記１２）
前記時定数が、該利得一定制御手段による該利得一定制御に関する時定数と同じ値に設定されていることを特徴とする、付記８〜１１のいずれか１項に記載の光増幅装置の制御方法。
（付記１３）
該光増幅装置が、希土類添加光ファイバ増幅装置として構成されていることを特徴とする、付記８〜１２のいずれか１項に記載の光増幅装置の制御方法。
（付記１４）
該希土類添加光ファイバ増幅装置が、エルビウム添加光ファイバ増幅装置として構成されていることを特徴とする、付記１３記載の光増幅装置の制御方法。
以上詳述したように、本発明によれば、ＡＬＣ中の波長数増減設におけるＡＳＥ補正誤差の発生を低減することができるので、波長数変動後における光増幅装置の出力レベルの安定性を確保でき、光通信技術分野において極めて有用と考えられる。
本発明の一実施形態としての光増幅装置の制御装置が適用される光伝送装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す光増幅装置の構成を示すブロック図である。 ３台の光増幅装置（ＥＤＦＡ）が多段に接続された時の出力パワー変化の一例を示す図である。 光増幅装置内の出力パワー変化の一例を示す図である。 図２に示すＥＤＦ制御回路９の構成を示すブロック図である。 従来の光増幅装置でのＡＳＥ補正制御（波長減設時）を説明するための図である。 本実施形態の光増幅装置でのＡＳＥ補正制御（波長減設時）を説明するための図である。 本実施形態の光増幅装置での波長数情報取り込みタイミング時の動作（波長減設時）を説明するための図である。 従来の従来の光増幅装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
１，１−１，１−２，１−３ 光増幅装置（ＥＤＦＡ）
２ 光クロスコネクト部
２１ 波長分離部（DMUX）
２２ 光スイッチ（SW）
２３ 波長多重部（MUX）
２４ 光送受信機
３ ビームスプリッタ（又は光カプラ）
４ ＯＳＣ受信部
５ 装置制御回路
６ ＯＳＣ送信部
７ ＷＤＭカプラ（波長合波器）
８ アンプ・装置間インタフェース
１１ ＡＧＣ回路
１２ ＡＬＣ回路
１３，１４，１５，１８ コンパレータ
１６ 加算器〔ＡＳＥ補正手段（第１ＡＳＥ補正部）〕
１７ 減算器
１９ 加算器〔ＡＳＥ補正手段（第２ＡＳＥ補正部）〕
９１ 入力モニタ回路
９２ フィルタ回路（時定数回路）
９３ 第１ＡＳＥ補正値算出部
９４ 第２ＡＳＥ補正値算出部
９５ １波ＯＳＮＲ算出部（ＡＳＥ情報転送部）
１００ａ，１００ｂ エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）
１０１ 可変光減衰器（ＶＯＡ）
１０２ａ，１０２ｂ，１０７ａ，１０７ｂ ビームスプリッタ（ＢＳ）
１０３，１０４，１０８，１０９ フォトダイオード（ＰＤ）
１０５，１１０ 励起光源（ＬＤ）
１０６ ＷＤＭカプラ（波長合波器）
２００，３００ 伝送路

Claims (5)

  1. 入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御装置であって、
    該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正手段と、
    該ＡＳＥ補正手段による該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御手段とをそなえたことを特徴とする、光増幅装置の制御装置。
  2. 該光増幅装置が、
    該光増幅装置の利得を一定に制御する利得一定制御手段と、
    該光増幅装置の出力レベルを一定に制御する出力レベル一定制御手段とをそなえるとともに、
    該ＡＳＥ補正手段が、
    該利得一定制御手段による利得一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第１ＡＳＥ補正情報により補正する第１ＡＳＥ補正部と、
    該出力レベル一定制御手段による出力レベル一定制御に関して該ＡＳＥに起因して生じ得る制御誤差を第２ＡＳＥ補正情報により補正する第２ＡＳＥ補正部とをそなえ、且つ、
    該ＡＳＥ補正制御手段が、
    上記の各ＡＳＥ補正部に対する上記各ＡＳＥ補正情報を前記時定数により設定するＡＳＥ補正情報設定部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅装置の制御装置。
  3. 該ＡＳＥ補正制御手段が、
    他の光増幅装置へ転送すべき該ＡＳＥに関するＡＳＥ情報を所定時定数にて出力するＡＳＥ情報転送部をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増幅装置の制御装置。
  4. 該ＡＳＥ補正制御手段が、
    該入力光についての波長数情報を受信すると、前記時定数に関わらず、上記各ＡＳＥ補正情報を当該波長数情報受信前の情報に固定するＡＳＥ補正情報固定化部をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光増幅装置の制御装置。
  5. 入力光の増幅に伴って出力光に自然放出光（ＡＳＥ）が発生する光増幅装置の制御方法であって、
    該ＡＳＥに起因して生じる該光増幅装置の利得及び出力レベルのいずれか一方又は双方に関する制御誤差を補正するＡＳＥ補正ステップと、
    該ＡＳＥ補正ステップによる該制御誤差の補正を所定の時定数により制御するＡＳＥ補正制御ステップとを有することを特徴とする、光増幅装置の制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274545A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd 光伝送装置
JP2009522886A (ja) * 2006-10-06 2009-06-11 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） 光リンクまたは光ネットワークにおけるマルチチャネル信号のチャネル破壊を補償するための方法、装置及びデータ搬送媒体
JP2010035089A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Fujitsu Ltd Ｗｄｍ光伝送システムおよびその制御方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047745A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-27 Siemens Ag Ermittlung der verstärkten spontanen Emission in einem optischen Faserverstärker
JP4888152B2 (ja) * 2007-02-21 2012-02-29 日本電気株式会社 伝送システム及びシステム起動方法
US9853731B2 (en) * 2014-08-06 2017-12-26 Arris Enterprises Llc Segmentable optical node module configurable as an RF amplifier and corresponding methods and systems

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196169A (ja) * 1996-05-02 2000-07-14 Fujitsu Ltd 光増幅装置
JP2000232433A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Fujitsu Ltd 波長多重光通信システム及び光増幅装置
JP2001267668A (ja) * 2000-02-09 2001-09-28 Samsung Electronics Co Ltd 波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置
JP2002057394A (ja) * 2000-08-14 2002-02-22 Fujitsu Ltd 光増幅装置および光増幅方法ならびに光通信システム
JP2003174421A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Fujitsu Ltd 光増幅器
US20040051938A1 (en) * 2002-09-16 2004-03-18 Chan Les Yu Chung Gain controlled optical amplifier
JP2004103861A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Fujitsu Ltd 光増幅装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215584B1 (en) * 1999-05-10 2001-04-10 Jds Uniphase Inc. Input independent tilt free actively gain flattened broadband amplifier
JP2003531498A (ja) * 2000-04-13 2003-10-21 コーニング・インコーポレーテッド 光増幅器の性能を制御する方法
US6606191B1 (en) * 2002-05-13 2003-08-12 Corning Incorporated Method for controlling performance of optical amplifiers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196169A (ja) * 1996-05-02 2000-07-14 Fujitsu Ltd 光増幅装置
JP2000232433A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Fujitsu Ltd 波長多重光通信システム及び光増幅装置
JP2001267668A (ja) * 2000-02-09 2001-09-28 Samsung Electronics Co Ltd 波長分割多重化システム用光ファイバ増幅器の一時過渡現象抑制装置
JP2002057394A (ja) * 2000-08-14 2002-02-22 Fujitsu Ltd 光増幅装置および光増幅方法ならびに光通信システム
JP2003174421A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Fujitsu Ltd 光増幅器
JP2004103861A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Fujitsu Ltd 光増幅装置
US20040051938A1 (en) * 2002-09-16 2004-03-18 Chan Les Yu Chung Gain controlled optical amplifier

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274545A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd 光伝送装置
JP2009522886A (ja) * 2006-10-06 2009-06-11 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） 光リンクまたは光ネットワークにおけるマルチチャネル信号のチャネル破壊を補償するための方法、装置及びデータ搬送媒体
JP4763804B2 (ja) * 2006-10-06 2011-08-31 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） 光リンクまたは光ネットワークにおけるマルチチャネル信号のチャネル破壊を補償するための方法、装置及びデータ搬送媒体
JP2010035089A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Fujitsu Ltd Ｗｄｍ光伝送システムおよびその制御方法

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