JP2009186615A - ラマン増幅装置ならびに分布ラマン増幅システムおよびその立ち上げ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラマン利得の導出を従来技術よりも高精度化する。
【解決手段】励起光供給部２１と、主信号波長光レベル取得部と、監視信号波長光レベル取得部と、励起光供給部２１で供給する励起光パワーに対する、該監視信号波長光についてのラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数についての情報を関数情報としてそれぞれ保持する関数情報保持部と、該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報と該関数情報保持部が保持する前記各関数情報とに基づいて、光伝送路３での伝送特性を導出する伝送特性導出部２５と、をそなえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、ラマン増幅装置ならびに分布ラマン増幅システムおよびその立ち上げ方法に関するものである。

近年の通信トラフィック増加を背景として、光通信伝送装置への需要が高まっている。基幹網で導入されてきた光中継ノードのみならず、最近では地域網についても光通信伝送装置の導入が活発に行われており、さらには加入者系へも光ネットワークが形成されている。このように光通信システムは世界の情報網に対して重要な役割を担っている。光ネットワークにおいては、伝送路ごとにＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）等の波長多重用光増幅器を備え、低コスト／高信頼で大容量化／長距離伝送を実現する光増幅中継が主流である。

光増幅中継システムにおいて、伝送路長が長いなどの要因により中継損失が大きい条件では、光増幅器への信号光の入力レベルが小さくなるため、ＳＮ（信号光パワーと雑音光パワーの比）が劣化し、伝送特性が劣化する可能性がある。これを回避する手段としては、伝送路に励起光（ポンプ光）を注入し、誘導ラマン散乱の効果を用いた増幅作用を利用する、伝送路分布ラマン増幅を適用することが有効である。

分布ラマン光増幅器（ＤＲＡ；Distributed Raman Amplification)は、伝送路分布ラマン増幅を行なう有効な実現手段として既に実用化に至っている。この分布ラマン光増幅器を適用することにより、ＥＤＦＡ等の光増幅器への入力レベルが増加することでＳＮが増加し、伝送特性が改善され、伝送できるスパン数が増えることになる。又、ラマン増幅においては、ダイナミックな波長数変動に対応するためには光出力一定制御（ＡＬＣ：Automatic Level Control）ではなく、波長情報をノード間で転送する必要がない利得一定制御を行なう必要がある。

ラマン増幅の利得は、励起パワーの増減によって制御することができる。下記の特許文献１には、ＤＲＡの利得一定制御に関する従来技術が記載されている。この特許文献１においては、伝送路をなす光ファイバの利得効率や接続経路の損失などの条件や、信号光レベルにかかわらず、伝送路分布ラマン増幅を利得一定制御で行なうことにより、ラマン増幅の出力波長特性を一定に保つ技術について記載されている。この特許文献１に記載された技術においては、ラマン増幅を受けない参照光を利用してラマン利得を求め、これが所定値になるようにポンプ光を制御することが言及されている。

なお、本願発明に関連する文献公知発明としては、下記の特許文献２〜４に記載されたものもある。
特開２００４−１９３６４０号公報 特開２００４−８０３０１号公報 国際公開第２００２／０２１２０４号パンフレット 特開２００２−２５２５９５号公報

しかしながら、ラマン利得を求めるにあたり、光伝送路を通じて入力される光主信号レベルを、受光素子等からなるモニタ回路を用いてモニタすることが必要となるが、このモニタ結果の信号には、モニタ回路部での回路雑音のほかに、ラマン増幅によるノイズが含まれている。このようなノイズが含まれたモニタ結果信号を上述の利得導出のために用いると導出した利得値に誤差が生ずる原因となり、利得制御の高精度化に向けた支障ともなりうる。

そこで、本願の目的の一つは、ラマン利得の導出を従来技術よりも高精度化することにある。
また、伝送路分布ラマン増幅の利得一定制御を従来技術に照らして高精度化することも他の目的とすることができる。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。

（１）このため、このラマン増幅装置は、光伝送路を伝搬する光をラマン増幅するラマン増幅装置であって、前記ラマン増幅のための励起光を前記光伝送路に供給する励起光供給部と、前記光伝送路を介して伝送される主信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する主信号波長光レベル取得部と、前記光伝送路を介して伝送される、前記主信号波長と異なる監視信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する監視信号波長光レベル取得部と、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数についての情報を関数情報としてそれぞれ保持する関数情報保持部と、該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報と該関数情報保持部が保持する前記各関数情報とに基づいて、前記光伝送路での伝送特性を導出する伝送特性導出部と、をそなえたことを要件とするものである。

（２）また、上記（１）において、該関数情報保持部で前記関数情報として保持する関数は、前記光伝送路の物理定数および該励起光供給部からの前記励起光の前記光伝送路への結合効率に応じて導出されたものとすることができる。
（３）さらに、上記（１）において、該関数情報保持部は、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該主信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量を導出する関数の情報についても前記関数情報として保持しておき、該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する前記関数情報に基づいて、前記伝送特性として、該励起光供給部で供給する前記励起光のパワーに応じた前記主信号波長光のラマン利得を導出することとしてもよい。

（４）また、上記（３）において、該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する各関数情報に基づき、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対応した、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出するとともに、前記導出した雑音量および利得に関する情報とともに、該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報を用いて、前記ラマン利得を導出することとしてもよい。

（５）さらに、上記（３）において、該伝送特性導出部で導出したラマン利得が一定となるように該励起光供給部で供給する励起光を制御する励起光制御部をそなえたこととしてもよい。
（６）また、上記（１）において、該伝送特性導出部は、前記伝送特性として前記光伝送路での損失特性を導出することとすることができる。

（７）さらに、上記（６）において、該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する各関数情報に基づき、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対応した、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出するとともに、前記導出した雑音量および利得に関する情報とともに、該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報に基づいて、前記損失特性を導出することとしてもよい。

（８）また、上記（６）において、該伝送特性導出部で導出した前記損失特性の異常を判定する損失異常判定部をそなえることもできる。
（９）さらに、上記（１）において、該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する前記関数情報に基づき、該監視信号波長光レベル取得部で取得した前記監視信号波長光の受信レベルを補正した補正値を導出するとともに、該伝送特性導出部で導出した前記監視信号波長光の受信レベルの補正値の異常を判定する監視信号異常判定部をそなえることもできる。

（１０）また、この分布ラマン増幅システムは、光伝送路をそなえるとともに、該光伝送路の一端側および他端側にそれぞれ接続された第１および第２光伝送装置をそなえ、該光伝送路を伝搬する光を分布ラマン増幅する分布ラマン増幅システムであって、該第１光伝送装置に、光主信号の波長帯域外に波長が設定され、前記光伝送路を介して該第２光伝送装置に伝送する光監視信号を出力する第１光監視信号源をそなえるとともに、該第１光伝送装置から送信され該光伝送路に入力する光主信号および該第１光監視信号源から出力される前記光監視信号のパワーをそれぞれモニタする第１光モニタをそなえ、該第２光伝送装置に、前記光伝送路から該第２光伝送装置に入力され受信される前記光主信号および光監視信号の光波長帯のパワーをそれぞれモニタする第２光モニタをそなえるとともに、該第１および第２光伝送装置の一方または双方に、前記分布ラマン増幅のための励起光を前記光伝送路に供給する励起光供給部をそなえ、かつ、該第１および第２光伝送装置の一方に、該第１および第２光モニタからのモニタ結果をもとに、対向装置との間で前記光伝送路を介して伝送される主信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する主信号波長光レベル取得部と、該第１および第２光モニタからのモニタ結果をもとに、前記対向装置との間で前記光伝送路を介して伝送される、前記主信号波長と異なる監視信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する監視信号波長光レベル取得部と、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数情報をそれぞれ保持する関数情報保持部と、該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報と該関数情報保持部が保持する前記各関数情報とに基づいて、前記光伝送路での伝送特性を導出する伝送特性導出部と、をそなえたことを要件とするものである。

（１１）さらに、上記（１０）において、該第２光伝送装置に、光主信号の波長帯域外に波長が設定されて該第１光伝送装置に伝送すべき光監視信号を出力する第２光監視信号源をそなえるとともに、該第１光モニタの入力側に、入力される光主信号を増幅する光アンプがそなえられ、該光アンプは、該第２光監視信号源からの光監視信号を通じてオンオフ制御可能に構成されたこととしてもよい。

（１２）また、この分布ラマン増幅システムの立ち上げ方法は、（１１）の分布ラマン増幅システムの立ち上げ方法であって、該励起光供給部からの前記励起光の供給とともに該第１光伝送装置から該光伝送路への光主信号の伝搬をオフとしつつ、該監視信号波長光レベル取得部において、該第１光監視信号源が出力する前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報を取得し、該励起光供給部からの前記励起光の供給をオンとして、該監視信号波長光レベル取得部において、該第１光監視信号源が出力する前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報を取得し、該第１光監視信号源からの前記光監視信号の出力を一定時間オフする一方、前記オフとしている一定時間において、該励起光供給部からの前記励起光の供給によるラマン励起で生じた前記光伝送路からの雑音量について、前記監視信号波長成分を該監視信号波長光レベル取得部で取得し、該第２光監視信号源からの光監視信号を通じて該光アンプがオフ制御されるとともに、該励起光供給部からの前記励起光の供給によるラマン励起により生じた前記光伝送路からの雑音量について、前記主信号波長成分を該主信号波長光レベル取得部で取得し、前記取得した前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報および前記監視信号波長成分の雑音量に基づいて、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、監視信号波長帯における前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数をそれぞれ定立するとともに、当該各関数を定義するパラメータを前記関数情報として該関数情報記憶部に記憶し、前記取得した前記主信号波長成分の雑音量に基づいて、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、主信号波長帯における前記ラマン増幅による雑音量を導出する関数を定立するとともに、当該関数を定義するパラメータを前記関数情報として該関数情報記憶部に記憶することを要件としている。

このように、励起パワーが起動中または利得可変中のいかなる場合でも、光伝送路の伝送特性として、励起光パワーに応じた雑音量を算出することができ、又、算出した雑音量に応じて補正された監視信号入力モニタ（監視信号光の受信レベル）の値を求めることができ、更には、求めた監視信号入力モニタの値を元に主信号波長帯のラマン利得を精度良く求める事が可能となる。即ち、ラマン利得の導出を従来技術よりも高精度することができ、又、伝送路分布ラマン増幅の利得一定制御を従来技術に照らして高精度化することが可能となる。

以下、図面を参照することにより実施の形態を説明する。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
・概略構成
図１は第１実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。この図１に示す分布ラマン増幅システムは、光伝送路３をそなえるとともに、光伝送路３の一端側および他端側にそれぞれ接続された第１および第２光伝送装置１，２をそなえ、光伝送路３を伝搬する光を分布ラマン増幅するようになっている。

また第１および第２光伝送装置１，２は、光通信システムをなす中継装置又は送受信装置として構成しうる。図１中においては、光主信号は第１光伝送装置１から光伝送路３を介して第２光伝送装置２に伝送されるようになっており、第１光伝送装置１は送信側伝送装置として、第２光伝送装置２は受信側伝送装置としてそれぞれ構成される。尚、第１光伝送装置１においても、第２光伝送装置２と同様の受信側装置としての構成をそなえるとともに、第２光伝送装置２においては、第１光伝送装置１と同様の送信側装置としての構成をそなえることができる。

ここで、光伝送装置１は、ＥＤＦＡ１１，光主信号出力モニタ１２，光監視信号源１３および光監視信号出力モニタ１４をそなえている。ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）１１は、入力される光主信号について増幅する光アンプであり、この光アンプ１１は、対向装置としての光伝送装置２からの光監視信号に応じてオンオフ制御される構成を有している。尚、図１中においては、光伝送装置２からの光監視信号を送受信する構成については図示を省略している。

光主信号出力モニタ（ＰＤ；Photo Diode）１２は、ＥＤＦＡ１１を通じて増幅された光主信号の一部について分岐器１５を介して入力されて、その光パワーＰsigoをモニタするものである。又、光監視信号源（ＯＳ）１３は、光伝送路３を介して第２光伝送装置２に伝送する光監視信号を出力する第１光監視信号源である。合波器１６は、光監視信号源１３からの光監視信号を分岐器１５からの光主信号に合波して、光伝送路２に出力する。

たとえば、図１のＡに示すように、光監視信号Ａ２は、光主信号Ａ１の波長帯域外に波長が設定されるようになっているので、光監視信号送受信のために主信号用に準備されたチャンネルを使用する必要はなく、光主信号の通信のための資源に対して浪費を生じさせないようにしている。
また、光監視信号出力モニタ１４は、光監視信号源１３から出力される光監視信号の一部について分岐器１７を介して入力されて、そのパワーＰscoをモニタするものである。従って、上述の光主信号出力モニタ１２および光監視信号出力モニタ１４が協働することにより、第１光伝送装置１から送信され光伝送路２に出力される光主信号および第１光監視信号源１３から出力される光監視信号のパワーをそれぞれモニタする第１光モニタとしての機能を有している。

なお、光主信号出力モニタ１２および光監視信号出力モニタ１４でのモニタ結果については、上述の光監視信号源１３にて出力する光監視信号に、光変調により含めることができ、これにより、上述の各モニタ結果については第２光伝送装置２に出力することができるようになる。
また、第２光伝送装置２は、光伝送路を伝搬する光を分布ラマン増幅するラマン増幅装置２Ａとしての構成をそなえるとともにＥＤＦＡ２Ｂをそなえている。又、分布ラマン増幅装置２Ａは、励起光供給部２１，光主信号入力モニタ２２，光監視信号入力モニタ２３，光監視信号受信部２４，演算処理部２５および制御部２６をそなえている。尚、２７ａ，２７ｂは合分波器、２８ａ，２８ｂは分岐器である。

ここで、励起光供給部２１は、光伝送路３を伝搬する光の分布ラマン増幅のための励起光を光伝送路３に供給するものであり、ラマン励起光源２１ａおよび合分波器２７ａをそなえている。ラマン励起光源２１ａは、後述する制御部２６からの制御に基づくパワーのラマン励起光を出力するものであり、ラマン励起光源２１ａから出力されたラマン励起光については合分波器２７ａを通じて光伝送路３に出力されて、第１光伝送装置１からの光主信号を後方励起するようになっている。尚、図１中においては、励起光供給部２１としての構成を光伝送装置２にそなえているが、前方励起のために第１光伝送装置１にそなえることとしてもよく、又は第１，第２光伝送装置１，２の双方にそなえることとしてもよい。

また、光主信号入力モニタ（ＰＤ）２２は、光伝送路３から入力された光主信号波長帯の光の一部について合分波器２７ａ，２７ｂおよび分岐器２８ａを介して入力されて、その光のパワーＰsigiをモニタするものである。更に、光監視信号入力モニタ２３は、第１光伝送装置１の光監視信号源１３から出力され光伝送路３を伝送された光監視信号について、合分波器２７ａ，２７ｂおよび分岐器２８ｂを通じて入力されて、その光パワーＰsciをモニタするものである。尚、合分波器２７ｂは、合分波器２７ａから入力される光のうちで、光主信号波長帯の光については分岐器２８ａ側に出力する一方、光監視信号波長帯の光については分岐器２８ｂ側に出力する。

したがって、上述の光主信号入力モニタ２２および光監視信号入力モニタ２４が協働することにより、光伝送路３から第２光伝送装置２に入力され受信される光主信号および光監視信号の光波長帯のパワーをそれぞれモニタする第２光モニタとしての機能を有している。尚、図１中においては、光監視信号入力モニタ２３を光監視信号受信部２４の外部にそなえた構成としているが、光監視信号入力モニタ２３としての機能については、光監視信号受信部２４内にそなえることとしてもよい。

また、光監視信号受信部２４は、上述の光監視信号源１３から出力され光伝送路３を伝送された光監視信号について受信するものであり、当該光監視信号に変調された監視情報等について復調することができるようになっている。例えば、第１光伝送装置１の光主信号出力モニタ１２および光監視信号出力モニタ１４でのモニタ結果を、光監視信号源１３からの光監視信号を復調することにより受け取ることができるようになっている。尚、光監視信号受信部２４において上述のごとく受け取ったモニタ結果については、演算部２５に出力されるようになっている。

また、演算処理部２５は、光主信号入力モニタ２２および光監視信号入力モニタ２４からのモニタ結果とともに、光監視信号受信部２４から、光主信号出力モニタ１２および光監視信号出力モニタ１４でのモニタ結果を受け取り、励起光供給部２１で供給している励起光パワーに対応した光主信号波長帯でのラマン利得について演算するものであり、演算結果については制御部２６に出力するようになっている。

すなわち、上述の演算処理部２５は、第１および第２光モニタ１２，１４，２２，２３からのモニタ結果をもとに、対向装置としての光伝送装置１との間で光伝送路３を介して伝送される主信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する主信号波長光レベル取得部として機能するとともに、光伝送装置１との間で光伝送路３を介して伝送される、主信号波長と異なる監視信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する監視信号波長光レベル取得部として機能する。尚、演算部２５におけるラマン利得の演算の態様については後述する。

制御部２６においては、演算処理部２５で導出するラマン利得が一定となるように励起光供給部２１で供給する励起光を制御するものである。光伝送装置１からの光主信号の波長数が変動した場合には、ラマン増幅の利得特性が変動することになる。制御部２６においては、このように光主信号の波長数が変動した場合においても、制御部２５で演算されたラマン利得をフィードバック要素として実質的に一定となるように励起光パワーを制御することができるので、励起光制御の高精度化を実現することができるようになる。

・演算処理部２５でのラマン利得導出の具体的態様について
ところで、前述したように、ラマン増幅の利得制御は、ダイナミックな波長数変動に対応する為には光出力一定制御（ＡＬＣ）では無く、波長情報を転送する必要が無い利得一定制御（ＡＧＣ）を行なう必要がある。この利得は励起パワーの増減によって制御を行なう。この利得を常に最適に制御するために、入出力光主信号レベル(Ｐsigo/Ｐsigi)を測定する他に、伝送路損失（loss）の測定の為に入出力光監視信号レベル(Ｐsco/Ｐsci)の計４つを測定することが行なわれる。

これにより、演算処理部２５で演算すべき利得の導出式として、上述のごとく測定した４つの値を用いることにより、式（１）を想定できる。尚、式（１）中におけるlossは補正された伝送路損失であり、式（２）に示すように、監視信号光の送信レベルに対する受信レベルの差として求めることができる。
Gain＝loss−（Ｐsigo−Ｐsigi） …（１）
Loss＝Ｐsco−Ｐsci …（２）
なお、ラマン増幅を受ける光主信号の入出力レベル(Ｐsigo/Ｐsigi)のみを用いても伝送路損失は求めることはできないが、ラマン利得を得にくい波長に配置した光監視信号の光送受信レベルを用いることで伝送路損失(loss)を測定することができる。従って、この式（１）に示すように、伝送路損失lossの値を用いることにより、光主信号のラマン利得として導出することが想定できるのである。

しかしながら、演算処理部２５にて取得する入力光主信号のレベル(Ｐsigi)には、光主信号に由来する信号のラマン増幅装置２Ａ内の経路（ラマン増幅装置２Ａの光伝送路３との接続箇所から光主信号入力モニタ２２までの光経路、および光主信号入力モニタ２２から演算処理部２５までの電気経路）で生じる回路雑音や、光伝送路３でのラマン増幅で生じる雑音成分が含まれている。例えば、図１のＢに示すように、第２光伝送装置５に到達する光監視信号Ｂ２および光主信号Ｂ１は、光伝送路３でのラマン増幅により雑音成分を含む光信号となっている。

図２は、光主信号の波長数に応じた入力光主信号レベルＰsigiについて、光主信号パワーと雑音パワーとの相対的関係とともに説明するための図である。演算処理部２５にて取得する入力光主信号レベルＰsigiの値としては、光主信号パワーと雑音パワーとの合計値となる。この図２に示すように、光主信号の波長数の増減によらず、雑音パワーについては実質的に同等のパワーである。従って、特に光主信号の波長数が少ない状態においては光主信号パワーの小さいため、相対的に雑音パワーによる誤差の影響が大きい。このような入力光主信号レベルＰsigiをそのまま利得演算に用いることとすると、演算された値に大きな利得誤差が生じやすい。

また、光監視信号についても、光主信号波長帯とは異なる波長帯を選択することとしても、例えば図３に示すラマン利得波長特性に示すように、実際にはある程度のラマン利得を受けることが考えられる。この場合には、入出力光監視信号レベルのモニタ値の差Ｐsco−Ｐsciとして求められる伝送路損失の値についても真の値からずれるため、求められる利得値に誤差が生じる原因となりうる。

これらの誤差原因により、式（１）に従って測定される利得値においては誤差が生じやすいため、利得制御の高精度化に支障をきたすことになる。
そこで、第１実施形態における演算処理部２５においては、利得値を求める際に、上述の誤差原因を解消するための補正量を加入することによって、導出される利得値の高精度化を図っている。上述の補正量を加入して利得値を導出するため、演算処理部２５は、例えば図４に示すように、記憶部２５ａおよび演算部２５ｂをそなえている。

ここで、記憶部２５ｂは、励起光供給部２１で供給する励起光パワーに対する、光監視信号の波長を有する光（監視信号波長光）についてのラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数情報と、励起光パワーに対する主信号波長光の波長を有する光についてのラマン増幅による雑音量を導出する関数情報と、をそれぞれ保持する関数情報保持部として機能するものである。尚、記憶部２５ｂとしては、上述の関数情報のほかに、当該関数情報を導出するために用いられる光伝送路２の物理定数等の情報についても記憶しておく。

図５（ａ）は、光伝送路３に供給する励起光のパワーに対する、ラマン励起により主信号波長光又は監視信号波長光に生じる雑音発生量の関係の一例を示す図である。この図５（ａ）に示すように、主信号波長帯又は監視信号波長帯について発生する雑音量は、励起光パワーについて比例関係にあると実質的に見立てることができる。尚、以下においては、励起光のパワーから主信号波長帯について発生する雑音量を導出する関数を第１関数とし、監視信号波長帯について発生する雑音量を導出する関数を第２関数とする。

又、監視信号光波長については、主信号波長とは異なり比較的狭い波長帯を固定的に利用することを想定しており監視信号波長光の利得波長特性も変動がないということができる。従って、監視信号波長光の利得特性についても、例えば図５（ｂ）に示すように、励起光パワーについて比例関係にあると見立てることができる。尚、以下においては、励起光パワーから監視信号波長光の利得特性を導出する関数を第３関数とする。

このとき、励起光パワーを変数とした雑音量および利得を求めるための第１〜第３関数をそれぞれ特定する傾き等のパラメータは、光伝送路３をなす光ファイバの物理定数（ファイバコアの実効断面積、波長特性等）や、ラマン励起光源２１ａ（図１参照）で発光する励起光の光伝送路３への結合ロス等に支配的に依存する。
したがって、演算部２５ｂにおいては、光伝送装置２として光伝送路３に接続、設置するにあたって、接続されることとなる当該光伝送路３の種別から導かれる物理定数を記憶部２５ａから取り出すとともに、上述した結合ロスに関する情報についても記憶部２５ａから取り出す。そして、取り出した情報を用いて、上述の第１〜第３関数を特定するパラメータをそれぞれ導出しておき、記憶部２５ａに蓄積しておくようにする。

ここで、演算部２５ｂは、上述のごとく記憶部２５ａに蓄積された関数情報を用いて、補正されたラマン利得値を演算するため、補正量導出部２５１および補正演算部２５２をそなえている。補正量導出部２５１は、励起光供給部２１で供給している励起光パワーに関する情報を励起光供給部２１から受け取り、記憶部２５ａに記憶されている第１〜第３関数の情報を参照しながら、補正量として、当該励起光パワーに対応する主信号波長光の雑音量Ｐsignoise，監視信号波長光の雑音量Ｐscnoiseおよび利得Ｇainscを演算する。

補正演算部２５２は、前述のモニタ情報として取得した値（主信号波長光および監視信号波長光の送受信レベルのモニタ値Ｐsigo，Ｐsigi，ＰscoおよびＰsci）と、補正量導出部２５１で導出された補正量と、を用いて、例えば式（３）に示すように、主信号波長帯における補正されたラマン利得値Ｇain_aを演算によって導出する。尚、式（３）中におけるloss_aは補正された伝送路損失であり、式（４）に示すように求めることができる。

Ｇain_a＝loss_a−｛Ｐsigo−（Ｐsigi−Ｐsignoise）｝ …（３）
Ｌoss_a＝Ｐsco−（Ｐsci−Ｇainsc−Ｐscnoise） …（４）
すなわち、前述の式（１），（２）と式（３），（４）とを比較すると、伝送路損失を導出する際には、ラマン励起により生じている監視信号光の雑音量Ｐsignoiseおよび監視信号光の利得による増分Ｇainscを式（２）から導かれる結果から除去することができる。又、利得値を導出する差異には、上述のＰsignoiseおよびＧainscのほか、主信号光波長帯における雑音量Ｐsignoiseについても、式（１）から導かれる結果から除去することができる。このようにして、第１実施形態によれば、式（１），（２）の場合よりも導出される伝送路損失やラマン利得の精度を高める（誤差を少なくする）ことができる。

したがって、上述の演算部２５ｂは、主信号波長光レベル取得部および監視信号波長光レベル取得部としての機能を有するとともに、主信号波長光レベル取得部および監視信号波長光レベル取得部として取得した情報と記憶部２５ｂが保持する各関数情報とに基づいて、光伝送路３での伝送特性を導出する伝送特性導出部として機能することになる。
なお、演算部２５ｂで求められた利得値については、制御部２６に出力される。これにより、制御部２６においては、演算部２５ｂからの利得値に基づいて、ラマン利得値が安定化するように、励起光供給部２１に対する励起光パワーを制御することができる。従って、制御部２６は、伝送特性導出部をなす演算処理部２５で導出したラマン利得が一定となるように励起光供給部２１で供給する励起光を制御する励起光制御部として機能する。

・作用効果
上述の構成により、第１実施形態においては、光伝送路３を介して第１光伝送装置１から第２光伝送装置２に対して光主信号を伝送する場合においては、第２光伝送装置２をなすラマン増幅装置２Ａにおいて光伝送路３をラマン励起することにより、光主信号のＳＮを改善させている。このとき、ラマン増幅装置２Ａにおいては、演算処理部２５および制御部２６により、波長数変動によっても安定的なラマン増幅を実現するため、ラマン利得が目標値に安定するように励起光パワーを制御している。

すなわち、演算処理部２５では、装置立ち上げ時等のように、励起光パワーを変動させている状態においても、供給している励起光パワーに応じた光監視信号波長帯の雑音量、ラマン利得を上述の第２，第３関数を用いて導出することができるほか、主信号波長帯の雑音量についても第１関数を用いて導出することができるので、励起光パワー変動時の主信号波長帯のラマン利得又は主信号波長帯の損失についても、式（３），（４）に従って導出することができる。これにより、目標ゲインに向けて精度高くラマン励起パワーを変更しゲイン設定することができるようになる。

このように、第１実施形態によれば、演算処理部２５および制御部２６により、第２光伝送装置２において励起パワーが起動中または利得可変中のいかなる場合でも、光伝送路３の伝送特性として、励起光パワーに応じた雑音量を算出することができ、又、算出した雑音量に応じて補正された監視信号入力モニタ（監視信号光の受信レベル）の値を求めることができ、更には、求めた監視信号入力モニタの値を元に主信号波長帯のラマン利得を精度良く求める事が可能となる。即ち、ラマン利得の導出を従来技術よりも高精度することができ、又、伝送路分布ラマン増幅の利得一定制御を従来技術に照らして高精度化することが可能となる。

〔Ａ１〕第１実施形態の変形例の説明
前述の第１実施形態においては、演算部２５ｂにおいては、光伝送装置２として光伝送路３に接続、設置するにあたって、接続されることとなる当該光伝送路３の種別から導かれる物理定数を記憶部２５ａから取り出して、第１〜第３関数を特定する傾き等のパラメータをそれぞれ導出するようになっている。

これに対し、第１実施形態の第１変形例においては、図６に示すように、第１〜第３関数を特定するためのパラメータを導出するにあたって支配的な、伝送路ファイバの物理定数(ファイバコアの実行断面積、波長特性等)や励起光と光伝送路３との結合ロスの値について、取りうる範囲の中心(各パラメータにおける分布の標準から算出した関数)と定義する。これにより、ファイバ種等の物理定数を特定する情報が不明である場合や、結合ロス等の値が不明である場合においても、一意に第１〜第３関数を定義しつつも、偏差を最大でも１／２以下に抑えることができるので、励起光パワーに対する各関数値を精度良く導出することができる。

また、第１実施形態の第２変形例においては、記憶部２５ａで記憶する第１，第２関数を特定するパラメータを、ラマン励起パワーと発生する雑音量の関係が、図７（ａ）に示すように、想定しうる範囲の一番係数の低い傾きの一次関数と定義する。これにより、例えば入力監視信号光レベルＰsciについての補正（Ｐsci−Ｇainsc−Ｐscnoise）に用いるＰscnoiseの値は小さくなる。この状態においても、例えば図７（ｂ）に示すように、第３関数をラマン励起パワーとＧainscの関係を係数が高い関数と定義する事で、入力監視信号光レベルについての補正値についての誤差は、ＧainscとＰscnoiseとの間で相殺され、精度高いラマン利得値として導出することができるので、結果的はラマン利得を正常に制御する事が出来る。

このとき、伝送路損失の増加が発生した場合、励起パワーはその送信増加分を保障するように制御するが、ここで入力監視回線レベルはやはり先の通り通常より大きく見える。この動作から入力監視回線レベルを検出するモニタ回路演算誤差が信号レベルより少なく見えるので、結果伝送路損失変動が精度良く検出する事が可能となる。
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図８は第２実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。図８に示す分布ラマン増幅システムは、前述の第１実施形態におけるもの（図１参照）に比して、制御部２６Ｂに、演算処理部２５で演算された伝送路損失の値に基づいてアラームを出力する損失異常出力部２６ａをそなえている点が異なっている。尚、これ以外の構成については前述の第１実施形態の場合と同様であり、図８中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。尚、第１実施形態の場合と同様の励起光制御を行なうこととしてもよい。

損失異常出力部２６ａは、比較部２６１および閾値保持部２６２をそなえている。比較部２６１は、演算処理部２５で演算された伝送路損失の値について、閾値保持部２６２で保持されている閾値との大小を比較し、閾値よりも大きい場合には伝送路損失の異常としてアラームを出力することができるようになっている。従って、制御部２６Ｂがそなえる損失異常出力部２６ａは、伝送特性導出部をなす演算処理部２５で導出した損失特性の異常を判定する損失異常判定部として機能する。

これにより、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、伝送路損失の異常を検出することができ、装置性能を向上させることができる。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図９は第３実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。図９に示す分布ラマン増幅システムは、第１実施形態におけるものに比して、制御部２６Ｃに、演算処理部２５からの光監視信号の受信レベルの補正値の値に基づいて、光監視信号の異常としてアラームを出力する監視信号異常出力部２６ｂをそなえている点が異なっている。尚、これ以外の構成については前述の第１実施形態の場合と同様であり、図９中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。尚、第１実施形態の場合と同様の励起光制御を行なうこととしてもよい。

監視信号異常出力部２６ｂは、比較部２６３および閾値保持部２６４をそなえている。比較部２６３は、演算処理部２５で演算された光監視信号の受信レベルの補正値であるＰsci−Ｇainsc−Ｐscnoiseの値について、閾値保持部２６４で保持されている閾値との大小を比較し、閾値よりも大きい場合には光監視信号回線の異常としてアラームを出力することができるようになっている。従って、制御部２６Ｃがそなえる監視信号異常出力部２６ｂは、伝送特性導出部をなす演算処理部２５で導出した監視信号波長光の受信レベルの補正値の異常を判定する監視信号異常判定部として機能する。

これにより、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、監視信号波長光の受信レベルの補正値の異常、ひいては監視信号回線の異常を検出することができ、装置性能を向上させることができる。
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図１０は第４実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。図１０に示す分布ラマン増幅システムは、第１，第２光伝送装置４，５間において、双方向に光主信号および光監視信号を伝搬させるための構成をそなえている。このため、第１光伝送装置４から第２光伝送装置５へ光主信号および光監視信号を伝搬させるための光伝送路３Ａとともに、反対方向、即ち第２光伝送装置５から第１光伝送装置４へ光主信号および光監視信号を伝搬させるための光伝送路３Ｂをそなえている。

ここで、第１光伝送装置４は、ラマン増幅装置１Ｃの構成として、前述の第１実施形態における光伝送装置１と同様、光伝送路３Ａへ光を出力するための構成（符号１１〜１７参照）をそなえるとともに、反対方向の光伝送路３Ｂから入力される光主信号および光監視信号を受信するための構成として、第１実施形態における光伝送装置２が有しているものに相当する構成（符号２１−１〜２６−１，２７ａ−１，２７ｂ−１，２８ａ−１および２８ｂ−１）をそなえている。尚、図１０中、枝符号（−１）を取った残りの符号は、図１に示す第２光伝送装置２が有する対応構成を示すものである。

同様に、第２光伝送装置５においては、ラマン増幅装置２Ｃの構成として、前述の第１実施形態における光伝送装置２と同様、光伝送路３Ａから入力される光を受信処理するための構成（符号２１〜２６，２７ａ，２７ｂ，２８ａおよび２８ｂ参照）をそなえるとともに、反対方向の光伝送路３Ｂに光主信号および光監視信号を出力するための構成として、第１実施形態における光伝送装置１が有しているものに相当する構成（符号１１−２〜１７−２）をそなえている。

ここで、各光伝送装置４，５における制御部２６−１，２６はそれぞれ、対向装置からの光監視信号を制御情報として、自身の装置内における光アンプ１１，１１−２の動作をシャットダウン制御する機能をそなえている。尚、光伝送装置４，５において、２９はそれぞれ光伝送路３Ｂ，３Ａを通じて伝搬した光主信号について、図示しない外部光伝送路へ送出するために光増幅を行なう光アンプである。

また、第４実施形態における分布ラマン増幅システムにおいては、前述の第１実施形態の場合と異なり、演算処理部２５においてラマン利得を導出する際に用いる第１〜第３関数の情報については、システム運用前（光主信号導通前）における測定を通じて求め、求められた関数情報を記憶部２５ｂで記憶しておくようになっている。
図１１は図１０に示す分布ラマン増幅システムの立ち上げの際に、上述の第１〜第３関数を特定するパラメータを測定により導出する処理を説明するためのフローチャートである。

分布ラマン増幅システムにおける光伝送装置４から光伝送装置５への光伝搬方路の立ち上げ（起動）の際には、この図１１に示すように、励起光供給部２１からの励起光の供給とともに第１光伝送装置４から光伝送路３Ａへの光主信号の伝搬をオフとしつつ、第１光伝送装置４から第２光伝送装置５への光監視信号の疎通を確認する（ステップＡ１）。
ついで、ラマン励起を行なわないときの光監視信号レベルを測定する。即ち、第２光伝送装置５における演算処理部２５において、第１光監視信号源１３が出力する光監視信号の（第１光伝送装置４からの）送信レベルＰscoに関する情報とともに、（第２光伝送装置５での）受信レベルＰsci_pumpoffに関する情報を取得する（ステップＡ２）。

ここで、上述の送信レベルについては第１光伝送装置４における監視信号出力モニタ１４でモニタし、モニタ結果を当該第１監視信号源１３から出力される光監視信号に変調し、光伝送路３Ａを介し第２光伝送装置５に出力する。第２光伝送装置５における光監視信号受信部２４において、受信した光監視信号から送信レベルを復調する。これにより、演算処理部２５においては、光監視信号受信部２４にて復調した送信レベルに関する情報Ｐsci_pumpoffを取得する。又、演算処理部２５においては、上述の受信レベルに関する情報Ｐscoについては、光監視信号入力モニタ２３からのモニタ結果を受け取ることにより取得する。

ついで、制御部２６からの励起光制御に基づいて、励起光供給部２１からの励起光Ｐｕｍｐinitの供給をオンとして（ステップＡ３）、演算処理部２５において、第１光監視信号源１３が出力する光監視信号の送信および受信レベルＰsco，Ｐsci_pumponに関する情報を取得する（ステップＡ４）。尚、受信レベルＰsci_pumponについては、光監視信号入力モニタ２３からのモニタ結果から取得するが、送信レベルについては、励起光供給前のレベル情報Ｐscoから変動しない場合には、その値を取得したレベル値とすればよい。

つぎに、第１光監視信号源１３からの光監視信号の出力を一定時間オフする一方、この光監視信号をオフとしている一定時間において、励起光供給部２１からの励起光の供給によるラマン励起により生じた光伝送路３Ａからの雑音量について、監視信号波長成分を演算処理部２５で取得する。具体的には、制御部２６からの制御により、第２光伝送装置５の第２監視信号源１３−２から出力される光監視信号を通じて、第１光伝送装置４に宛てて光監視信号の出力を遮断する要求を出力する（ステップＡ５）。この第２監視信号源１３−２からの光監視信号は、光伝送路３Ｂを通じて伝搬するとともに、第１光伝送装置４の光監視信号受信部２４−１で受信される。そして、上述の遮断要求が制御部２６−１に到達することにより、制御部２６−１では第１監視信号源１３を遮断制御する。

制御部２６−１では、第１監視信号源１３についての遮断要求を受け取ると、一定時間を遮断制御するが、その一定時間が経過すると再び復旧させるようにする（ステップＢ１，Ｂ２）。このように、第１監視信号源１３からの光監視信号の出力が遮断されたことを光監視信号受信部２４での出力から確認すると、この光監視信号の遮断している間に、演算処理部２５において、ラマン励起されているときの雑音光の光監視信号波長成分Ｐsci_noiseinitを、監視信号入力モニタ２３でのモニタ値から取得する（ステップＡ６〜Ａ８）。

つぎに、演算処理部２５においては、上述のごとくレベル情報として取得した値Ｐsci_pumpoff，Ｐsci_pumpon，Ｐsci_noiseinitを用いることにより、光監視信号波長帯におけるラマン利得Ｇain_scpumpinitを求める（ステップＡ９）。尚、このラマン利得Ｇain_scpumpinitについては、式（５）に示すように表すことができる。
Ｇain_scpumpinit＝Ｐsci_pumpon−Ｐsci_noiseinit−Ｐsci_pumpoff …（５）
さらに、第２光監視信号源１３−２からの光監視信号を通じて、光伝送装置４の光アンプ１１がオフ制御されるとともに、励起光供給部２１からの励起光の供給によるラマン励起により生じた光伝送路３Ａからの雑音量について、主信号波長成分を演算処理部２５で取得する。

具体的には、第２光監視信号源１３−２では、制御部２６からの要求を受けて、光アンプ１１をシャットダウンさせる旨の要求情報を含んだ光監視信号を出力する（ステップＡ１０）。尚、出力された光監視信号は光伝送路３Ｂを通じて第１光伝送装置４の光監視信号受信部２４−１で受信されて、制御部２６−１に当該要求情報が到達する。これにより、制御部２６−１においては、光アンプ１１をシャットダウン制御して、入力される光主信号の光伝送路３への出力をオフとしている（ステップＢ３）。

第１光監視信号源１３−１からの光監視信号等を通じて、光アンプ１１がシャットダウンされたことを確認すると（ステップＡ１１）、第２光伝送装置５の演算処理部２５においては、励起光供給部２１からの励起光によるラマン励起により生じた光伝送路３Ａからの雑音量について、主信号波長成分Ｐsignoise_initを光主信号入力モニタ２２からのモニタ値により取得する（ステップＡ１２）。

そして、演算処理部２５をなす演算部２５ｂ（図４参照）においては、上述のごとく取得した光監視信号の送信および受信レベルに関する情報Ｐsco，Ｐscii_pumpon，Ｐsci_pumpoffおよび監視信号波長成分の雑音量Ｐsci_noiseinitに基づいて、励起光供給部２１で供給する励起光パワーに対する、監視信号波長帯におけるラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数をそれぞれ定立するとともに、当該各関数を定義するパラメータを関数情報として関数情報記憶部２５ａに記憶する（ステップＡ１３）。

図１２に示すように、監視信号波長成分の雑音量は、励起光供給部２１で供給する励起光パワーに正比例すると見ることができるので、励起光パワーに対する監視信号波長成分の雑音量を導出する第２関数は原点を通過する一次関数として特定することができる。そこで、演算部２５ｂにおいては、励起光供給部２１において初期値として与えられた励起光パワーに対する雑音量Ｐsci_noiseinitを用いて、第２関数を特定するパラメータとしての傾きを求め、求めた傾きについて関数情報記憶部２５ａに記憶しておくのである。

同様に、監視信号光波長成分のラマン利得についても、励起光パワーに正比例すると見ることができる。従って、演算部２５ｂにおいては、励起光パワーに対する監視信号波長成分のラマン利得を導出する第３関数についても、原点を通過する一次関数として特定できる。そこで、第３関数を特定するパラメータとしての傾きについても、所期値としての励起光パワーに対して計算したラマン利得Ｇain_scpumpinitを用いることにより求め、求めた傾き情報を関数情報記憶部２５ａに記憶する。

さらに、図１２に示すように、主信号波長成分の雑音量についても、励起光供給部２１で供給する励起光パワーに正比例すると見ることができるので、励起光パワーに対する主信号波長成分の雑音量を導出する第１関数についても原点を通過する一次関数として特定できる。そこで、演算部２５ｂにおいては、第１関数を特定するパラメータとしての傾きについて、励起光供給部２１において初期値として与えられた励起光パワーに対する雑音量Ｐsci_noiseinit（式（５）参照）を用いて求め、求めた傾きについて関数情報記憶部２５ａに記憶しておく。

このようにして、第１〜第３関数を特定するパラメータが記憶部２５ａに記憶されると、制御部２６では、光監視信号源１３−２，光伝送路３Ｂおよび監視信号受信部２４−１からなる光監視信号ラインを通じて、光アンプ１１のシャットダウンの解除要求を出力する（ステップＡ１４）。第１光伝送装置４の制御部２６−１において、この解除要求に応じた光アンプ１１の制御が行なわれて（ステップＢ４）、第２光伝送装置５の制御部２６においてその確認が完了すると（ステップＡ１５）、光主信号の開通にそなえ、光伝送路３Ａでのラマン利得の一定制御に移行し（ステップＡ１６）、光伝送装置４から光伝送装置５への光伝搬方路の起動が完了する。

上述の構成により、第４実施形態においては、光伝送路３Ａを介して第１光伝送装置４から第２光伝送装置５に対して光主信号を伝送する場合においては、第２光伝送装置５をなすラマン増幅装置２Ｃにおいて光伝送路３Ａをラマン励起することにより、光主信号のＳＮを改善させている。このとき、ラマン増幅装置２Ｃにおいては、演算処理部２５および制御部２６により、波長数変動によっても安定的なラマン増幅を実現するため、ラマン利得が目標値に安定するように励起光パワーを制御している。

すなわち、演算処理部２５では、装置立ち上げ時等のように、励起光パワーを変動させている状態においても、供給している励起光パワーに応じた光監視信号波長帯の雑音量、ラマン利得を、上述のごとき立ち上げ時の演算により得られた上述の第２，第３関数を用いて導出することができるほか、主信号波長帯の雑音量についても上述のごとく立ち上げ時の演算により得られた第１関数を用いて導出することができる。従って、励起光パワー変動時の主信号波長帯のラマン利得又は主信号波長帯の損失についても、式（３），（４）に従って導出することができる。これにより、目標ゲインに向けて精度高くラマン励起パワーを変更しゲイン設定することができるようになる。

このように、第４実施形態においても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔Ｅ〕その他
上述した各実施形態にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

また、上述した実施形態の開示により、当業者であれば本装置を製造することは可能である。

第１実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。 光主信号の波長数に応じた入力光主信号レベルについて、光主信号パワーと雑音パワーとの相対的関係とともに説明するための図である。 ラマン利得波長特性を示す図である。 第１実施形態における演算処理部を示す図である。 （ａ）は、励起光のパワーに対する主信号波長光又は監視信号波長光に生じる雑音発生量の関係の一例を示す図であり、（ｂ）は励起光のパワーに対する監視信号波長光のラマン利得特性の一例を示す図である。 第１実施形態の第１変形例を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）はともに第１実施形態の第２変形例を説明するための図である。 第２実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。 第３実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。 第４実施形態にかかる分布ラマン増幅システムを示す図である。 図１０に示す分布ラマン増幅システムの立ち上げの際に、第１〜第３関数を特定するパラメータを測定により導出する処理を説明するためのフローチャートである。 図１０に示す分布ラマン増幅システムの立ち上げの際に、第１，第２関数を特定するパラメータを測定により導出する処理を説明するための図である。

符号の説明

１，４ 第１光伝送装置
２，５ 第２光伝送装置
２Ａ，１Ｃ，２Ｃ ラマン増幅装置
３，３Ａ，３Ｂ 光伝送路
１１，２Ｂ，２９ 光アンプ
１２，１２−２ 光主信号出力モニタ
１３，１３−２ 監視信号源
１４ 監視信号出力モニタ
１５，１７，２８ａ，２８ｂ，２８ａ−１，２８ｂ−１ 分岐器
１６，２７ａ，２７ｂ，２７ａ−１，２７ｂ−１ 合波器
２１，２１−１ 励起光供給部
２１ａ ラマン励起光源
２２，２２−１ 光主信号入力モニタ
２３，２３−１ 監視信号入力モニタ
２４，２４−１ 監視信号受信部
２５，２５−１ 演算処理部
２５ａ 記憶部
２５ｂ 演算部
２５１ 補正量導出部
２５２ 補正演算部
２６，２６Ｂ，２６Ｃ，２６−１ 制御部
２６ａ 損失異常出力部
２６ｂ 監視信号異常出力部
２６１，２６３ 比較部
２６２，２６４ 閾値保持部

Claims (12)

1. 光伝送路を伝搬する光をラマン増幅するラマン増幅装置であって、
   前記ラマン増幅のための励起光を前記光伝送路に供給する励起光供給部と、
   前記光伝送路を介して伝送される主信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する主信号波長光レベル取得部と、
   前記光伝送路を介して伝送される、前記主信号波長と異なる監視信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する監視信号波長光レベル取得部と、
   該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数についての情報を関数情報としてそれぞれ保持する関数情報保持部と、
   該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報と該関数情報保持部が保持する前記各関数情報とに基づいて、前記光伝送路での伝送特性を導出する伝送特性導出部と、をそなえたことを特徴とする、ラマン増幅装置。
2. 該関数情報保持部で前記関数情報として保持する関数は、前記光伝送路の物理定数および該励起光供給部からの前記励起光の前記光伝送路への結合効率に応じて導出されたものであることを特徴とする、請求項１記載のラマン増幅装置。
3. 該関数情報保持部は、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該主信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量を導出する関数の情報についても前記関数情報として保持しておき、
   該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する前記関数情報に基づいて、前記伝送特性として、該励起光供給部で供給する前記励起光のパワーに応じた前記主信号波長光のラマン利得を導出することを特徴とする、請求項１記載のラマン増幅装置。
4. 該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する各関数情報に基づき、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対応した、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出するとともに、前記導出した雑音量および利得に関する情報とともに、該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報を用いて、前記ラマン利得を導出することを特徴とする、請求項３記載のラマン増幅装置。
5. 該伝送特性導出部で導出したラマン利得が一定となるように該励起光供給部で供給する励起光を制御する励起光制御部をそなえたことを特徴とする、請求項３記載のラマン増幅装置。
6. 該伝送特性導出部は、前記伝送特性として前記光伝送路での損失特性を導出することを特徴とする、請求項１記載のラマン増幅装置。
7. 該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する各関数情報に基づき、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対応した、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出するとともに、前記導出した雑音量および利得に関する情報とともに、該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報に基づいて、前記損失特性を導出することを特徴とする、請求項６記載のラマン増幅装置。
8. 該伝送特性導出部で導出した前記損失特性の異常を判定する損失異常判定部をそなえたことを特徴とする、請求項６記載のラマン増幅装置。
9. 該伝送特性導出部は、該関数情報保持部で保持する前記関数情報に基づき、該監視信号波長光レベル取得部で取得した前記監視信号波長光の受信レベルを補正した補正値を導出するとともに、
   該伝送特性導出部で導出した前記監視信号波長光の受信レベルの補正値の異常を判定する監視信号異常判定部をそなえたことを特徴とする、請求項１記載のラマン増幅装置。
10. 光伝送路をそなえるとともに、該光伝送路の一端側および他端側にそれぞれ接続された第１および第２光伝送装置をそなえ、該光伝送路を伝搬する光を分布ラマン増幅する分布ラマン増幅システムであって、
    該第１光伝送装置に、
    光主信号の波長帯域外に波長が設定され、前記光伝送路を介して該第２光伝送装置に伝送する光監視信号を出力する第１光監視信号源をそなえるとともに、
    該第１光伝送装置から送信され該光伝送路に入力する光主信号および該第１光監視信号源から出力される前記光監視信号のパワーをそれぞれモニタする第１光モニタをそなえ、
    該第２光伝送装置に、前記光伝送路から該第２光伝送装置に入力され受信される前記光主信号および光監視信号の光波長帯のパワーをそれぞれモニタする第２光モニタをそなえるとともに、
    該第１および第２光伝送装置の一方または双方に、前記分布ラマン増幅のための励起光を前記光伝送路に供給する励起光供給部をそなえ、
    かつ、該第１および第２光伝送装置の一方に、
    該第１および第２光モニタからのモニタ結果をもとに、対向装置との間で前記光伝送路を介して伝送される主信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する主信号波長光レベル取得部と、
    該第１および第２光モニタからのモニタ結果をもとに、前記対向装置との間で前記光伝送路を介して伝送される、前記主信号波長と異なる監視信号波長光の送信および受信レベルに関する情報を取得する監視信号波長光レベル取得部と、
    該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、該監視信号波長光についての前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数情報をそれぞれ保持する関数情報保持部と、
    該主信号波長光レベル取得部および該監視信号波長光レベル取得部で取得した情報と該関数情報保持部が保持する前記各関数情報とに基づいて、前記光伝送路での伝送特性を導出する伝送特性導出部と、をそなえたことを特徴とする、分布ラマン増幅システム。
11. 該第２光伝送装置に、光主信号の波長帯域外に波長が設定されて該第１光伝送装置に伝送すべき光監視信号を出力する第２光監視信号源をそなえるとともに、
    該第１光モニタの入力側に、入力される光主信号を増幅する光アンプがそなえられ、該光アンプは、該第２光監視信号源からの光監視信号を通じてオンオフ制御可能に構成されたことを特徴とする、請求項１０記載の分布ラマン増幅システム。
12. 請求項１１記載の分布ラマン増幅システムの立ち上げ方法であって、
    該励起光供給部からの前記励起光の供給とともに該第１光伝送装置から該光伝送路への光主信号の伝搬をオフとしつつ、該監視信号波長光レベル取得部において、該第１光監視信号源が出力する前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報を取得し、
    該励起光供給部からの前記励起光の供給をオンとして、該監視信号波長光レベル取得部において、該第１光監視信号源が出力する前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報を取得し、
    該第１光監視信号源からの前記光監視信号の出力を一定時間オフする一方、前記オフとしている一定時間において、該励起光供給部からの前記励起光の供給によるラマン励起で生じた前記光伝送路からの雑音量について、前記監視信号波長成分を該監視信号波長光レベル取得部で取得し、
    該第２光監視信号源からの光監視信号を通じて該光アンプがオフ制御されるとともに、該励起光供給部からの前記励起光の供給によるラマン励起により生じた前記光伝送路からの雑音量について、前記主信号波長成分を該主信号波長光レベル取得部で取得し、
    前記取得した前記光監視信号の前記送信および受信レベルに関する情報および前記監視信号波長成分の雑音量に基づいて、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、監視信号波長帯における前記ラマン増幅による雑音量および利得を導出する関数をそれぞれ定立するとともに、当該各関数を定義するパラメータを前記関数情報として該関数情報記憶部に記憶し、
    前記取得した前記主信号波長成分の雑音量に基づいて、該励起光供給部で供給する励起光パワーに対する、主信号波長帯における前記ラマン増幅による雑音量を導出する関数を定立するとともに、当該関数を定義するパラメータを前記関数情報として該関数情報記憶部に記憶することを特徴とする、分布ラマン増幅システムの立ち上げ方法。

Images