JP2010258367A

JP2010258367A - 光増幅器の出力パワー制御方法と光増幅装置

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Publication number: JP2010258367A
Application number: JP2009109533A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Inada; 喜久稲田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】ＷＤＭ信号を増幅する光増幅器の出力チャネルパワーの所定値への設定を精度よく行うことを可能とする装置、方法、プログラムの提供。
【解決手段】光増幅器１の出力を光カプラ２で分岐したＷＤＭ信号光のチャネルパワー、チャネル波長の光信号対雑音比およびＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルを含む光スペクトラム情報を取得するモニタ手段３と、モニタ手段３で取得された光スペクトラム情報を基に、ＷＤＭ信号光の波長数、信号光の波長あたりの光パワー、光雑音パワーを考慮して、光増幅器の出力におけるトータル出力パワーに占めるＷＤＭ信号光の成分の比率を計算する演算処理部４と、光増幅器１のチャネルパワーが所定の値となるように、出力パワー設定値を決定し光増幅器１の出力パワーに対するフィードバック制御を行う出力パワー制御部５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光増幅技術に関し、特に、波長分割多重（ＷＤＭ；ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光ファイバ伝送システムに用いて好適な光増幅器の出力パワー制御と光増幅装置に関する。

光ファイバ伝送システムにおいて、良好な信号品質を得るためには、
・信号の光ＳＮＲ（ＯＳＮＲ；ＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ；光信号対雑音比）の管理、
・光ファイバ中の非線形効果による伝送品質劣化の回避を目的とした信号波長のレベル管理、
等が重要である。中でも光増幅器の出力パワーの設定は重要なパラメータであり、その制御、管理は重要である。

通常、ＷＤＭ信号光を光増幅器により増幅した場合、光増幅器の出力総パワーには、
・増幅されたＷＤＭ信号光成分と、
・光増幅器入力のＷＤＭ信号光が含む光雑音、および
・光増幅器から生じる自然放出光（ＡＳＥ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）雑音が増幅された光雑音成分
が含まれている。

ＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の出力パワーの調整を行う場合、光増幅器の出力の波長あたりの光パワーが低いと、受信光のＳＮＲの劣化が問題となる。一方、光増幅器の出力の波長あたりの光パワーが高すぎると、伝送路ファイバまたは分散補償ファイバといった光ファイバ中での非線形効果による伝送特性に劣化が生じる。このため、光増幅器の出力パワーの調整を行う場合、ＷＤＭ信号光の波長あたりの光強度を一定に保つことが、重要である。

なお、特許文献１には、光増幅器で増幅された光信号から分岐された光信号の強度を検知し、検知した光強度のピーク値を保持する光スペクトラムアナライザと、保持されたピーク値が基準値以上となるように増幅率を決定し、増幅率を示す増幅率制御信号を生成する増幅率決定器を備えた光増幅装置の構成が開示されている。また特許文献２には、ＷＤＭ光通信システムにおける波長数や各波長のパワーを検出する光スペクトルアナライザ装置が開示されている。

特開２０００−０２２６６７号公報特開平９−０８３４８９号公報

以下に本発明による分析を与える。

光増幅器の出力における波長当たりの光パワーが一定となるように、光増幅器の出力パワーの制御を行う場合には、光増幅器の出力における光雑音成分の占める光パワーの影響を考慮する必要がある。

ＷＤＭ信号の波長数、光ＳＮＲ、光雑音の占める波長帯域等により、光増幅器のトータル出力パワーをしめるＷＤＭ信号光成分の光パワーが変化する。

このため、光増幅器のトータル出力パワーを、単純に一定とする制御では、波長当たりの光パワー（チャネルパワー）を一定とする制御は実現できない。しかしながら、上記関連技術等には、波長当たりの光パワーが一定となるように制御するにあたり、光雑音成分の占める光パワーの影響を考慮して光増幅器の出力パワーの制御を行うための具体的な手法は提案されていないというのが実情である。

また、カスケード接続された複数段の光増幅器のそれぞれに対して出力パワー制御を行うにあたり、複数段の光増幅器毎に出力パワー制御手段を実装した場合、構成が複雑化する。

したがって、本発明の目的は、ＷＤＭ信号を増幅する光増幅器の出力チャネルパワーを所定の値に精度よく設定可能とする装置、方法、プログラムを提供することにある。

また、本発明は、上記目的を達成するとともに、カスケード接続された複数段の光増幅器に対するチャネルパワーの制御を簡易な構成により実現可能とする装置、方法を提供することにある。

本発明は、上記した問題の１つ又は複数を解決するため、概略以下の構成とされる。

本発明の１つの側面によれば、光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ信号光の分岐光から、チャネルパワー、光雑音を含む光スペクトラム情報を取得するモニタ手段と、
ＷＤＭ信号光の光信号対雑音比に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係、
ＷＤＭ信号波長数に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係の一方又は両方に基づき、
チャネルパワーの設定ターゲットに対応した、トータル出力パワー設定値を求め、前記光増幅器に設定する手段と、を備えた光増幅装置が提供される。

本発明によれば、光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ信号光の分岐光から、チャネルパワー、チャネル波長の光信号対雑音比、および、ＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルを含む光スペクトラム情報を取得するモニタ手段と、前記光スペクトラム情報を基に、ＷＤＭ信号光の波長数、信号光の波長当りの光パワー、光雑音パワーを考慮して、光増幅器の出力におけるトータル出力パワーに占めるＷＤＭ信号光の成分の比率を計算する演算処理部と、前記光増幅器の出力のチャネルパワーが所定の値となるように、出力パワー設定値を決定し、前記光増幅器の出力パワーのフィードバック制御を行う出力パワー制御部と、を備えた光増幅装置が提供される。

本発明の他の側面によれば、カスケード接続された複数段の光増幅器を備え、複数段の前記光増幅器のうちの１つの段の光増幅器に対して、ＷＤＭ信号光のチャネルパワーと、光雑音を取得するモニタ手段を備え、前記モニタ手段で取得された情報に基づき、１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワーの制御に用いる光増幅装置が提供される。

本発明によれば、光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ信号光の分岐光から、チャネルパワー、光雑音を含む光スペクトラム情報を取得し、
ＷＤＭ信号光の光信号対雑音比に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係、
ＷＤＭ信号波長数に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係の一方又は両方に基づき、チャネルパワーの設定ターゲットに対応した、トータル出力パワー設定値を求め、前記光増幅器に設定する、光増幅器の出力パワー制御方法が提供される。

本発明によれば、光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ信号光の分岐光から、ＷＤＭ信号光のチャネルパワー、チャネル波長の光信号対雑音比、およびＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルを含む光スペクトラム情報を取得し、
前記光スペクトラム情報を基に、ＷＤＭ信号光の波長数、信号光の波長当りの光パワー、光雑音パワーを考慮して、光増幅器の出力におけるトータル出力パワーに占めるＷＤＭ信号光の成分の比率を計算し、
前記光増幅器のチャネルパワーが所定の値となるように、出力パワー設定値を決定し、前記光増幅器の出力パワーに対するフィードバック制御を行う光増幅器の出力パワー制御方法が提供される。

本発明によれば、カスケード接続された複数段の光増幅器のうち１つの段の前記光増幅器の１つに対して、ＷＤＭ信号光のチャネルパワー、光雑音情報を取得するモニタ手段を１つ用意し、
１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワー制御に用いる、光増幅器の出力パワー制御方法が提供される。

本発明によれば、ＷＤＭチャネルモニタで光スペクトラム情報を取得し、
前記光増幅器のトータル出力パワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を、

（ただし、
ｐ_ｎ，ｉはＷＤＭチャネルモニタでの波長グリッドにおける光雑音パワー、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー、
ΔλはＷＤＭチャネルモニタの波長グリッド、
Ｂ_ｆはＷＤＭチャネルモニタの分解能、
ＭはＷＤＭチャネルモニタのモニタ可能な波長グリッド数である）、
により求め、
ＷＤＭチャネルモニタで測定したチャネルパワーの平均値Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}を、

（ただし、
ＫはＷＤＭ波長数、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー）
により求め、
前記光増幅器のトータル出力パワーの設定値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を、

（ただし、Ｐ_ｓｘはチャネルパワーの設定ターゲット値）
により求める処理を、前記光増幅器の出力パワーを制御する演算処理部（コンピュータ）に実行させるプログラムが提供される。

本発明によれば、ＷＤＭ信号を増幅する光増幅器の出力チャネルパワーの所定値への設定を精度よく行うことを可能としている。また、本発明によれば、上記効果を奏するとともに、カスケード接続された複数段の光増幅器に対するチャネルパワーの制御を簡易な構成により実現可能としている。

本発明の一実施例の構成を示す図である。本発明の一実施例における光増幅器出力におけるＷＤＭ信号光スペクトラムを示す図である。光ＳＮＲの違いによる光増幅器出力のトータルパワーとチャネルパワーの関係を比較して示す図である。ＷＤＭ波長数の違いによる光増幅器出力のトータルパワーとチャネルパワーの関係を比較して示す図である。本発明の第２の実施例の構成を示す図である。本発明の第２の実施例においてＷＤＭチャネルモニタで測定されるＷＤＭ信号光の光スペクトラム情報を説明する図である。本発明の第３の実施例の構成を示す図である。本発明の第４の実施例の構成を示す図である。

本発明の実施の形態について説明する。本発明の光伝送システムは、光増幅器の出力の光スペクトラム情報（ＷＤＭ波長数、信号光パワー、光雑音パワー）を基に、出力パワー設定値を算出し、光増幅器の出力パワーの制御を行う。かかる制御を行うことで、光増幅器の出力チャネルパワーを所定の値に精度よく設定することができる。

図１は、本発明の一実施形態の光増幅器の基本構成を示す図である。図１を参照すると、本実施例の光伝送システムは、光増幅器１、光カプラ２、光スペクトラムモニタ３、演算処理部４、出力パワー制御部５を備えている。光増幅器１は、入力されたＷＤＭ信号光を増幅する。光カプラ２は、光増幅器１により増幅されたＷＤＭ信号光の一部を分岐し、ＷＤＭ信号光の光スペクトラム情報を検出する光スペクトラムモニタ３に入射する。演算処理部４は、測定したＷＤＭ信号光のチャネルパワー、チャネル波長のＯＳＮＲ（光信号対雑音比）およびＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルの情報を演算処理し、光増幅器１の出力端でのＷＤＭ信号光のチャネルパワーが所定の値となるように、光増幅器の出力パワー設定値を計算する。演算処理部４は出力パワー設定値を計算し、出力パワー制御部５を介して、光増幅器１の出力パワーを調整する。

本発明によれば、かかる構成により、光増幅器の出力におけるＷＤＭ信号光の波長数、受信光ＳＮＲ値、ＷＤＭ信号光波長帯域外の光雑音量によらずに、光増幅器１の出力ＷＤＭ信号光のチャネルパワーを所定の値に、精度よく設定することを可能としている。その結果、本発明によれば、光増幅器のチャネルパワーの設定ズレに伴う、信号品質の過剰劣化（例えば光増幅器出力におけるチャネルパワーが低下による光ＳＮＲの過剰劣化や、光増幅器出力のおけるチャネルパワーの過剰な増加に伴う非線形劣化など）を回避することができる。

また、本発明の別の実施の形態によれば、カスケード接続された複数段の光増幅器のうち１つの段の前記光増幅器の１つに対して、ＷＤＭ信号光のチャネルパワー、光雑音情報を取得するモニタ手段を１つ用意する。そして、１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワー制御に用いる。以下実施例に即して説明する。

図１を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。図１には、本実施例の光伝送システムとして中継器の構成例が示されている。図１を参照すると、この光伝送システムは、光増幅器１と、光増幅器１の出力端でＷＤＭ信号光を分岐する光カプラ２と、光カプラ２で分岐されたＷＤＭ信号光の光スペクトラム情報を検出する光スペクトラムモニタ３と、演算処理部４と、光増幅器１の出力パワーを制御する出力パワー制御部５とを備えている。

図２は、一般的な光増幅器出力におけるＷＤＭ信号光の光スペクトルのイメージを図示したものであり、横軸は波長、縦軸はパワーである。通常、ＷＤＭ信号光を光増幅器により増幅した場合、光増幅器の出力総パワーには、増幅されたＷＤＭ信号光成分と、光増幅器入力のＷＤＭ信号光が含む光雑音および光増幅器から生じる自然放出光（ＡＳＥ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）雑音が増幅された光雑音成分が含まれている。

光増幅器の出力におけるチャネルパワーを精度よく調整するには、
・ＷＤＭ信号波長数、
・光ＳＮＲ（ＯＳＮＲ）、
・光雑音の占める波長帯域
等を考慮にいれて、光増幅器１のトータル出力パワーレベルを制御することが必要である。

本実施例においては、図１に示すように、光増幅器１の出力側の配置した光カプラ２により、ＷＤＭ信号光の一部を分岐する。光スペクトラムモニタ３により、分岐したＷＤＭ信号光における光スペクトラム情報を取得する。

この光スペクトラム情報を基に、演算処理部４において、
・ＷＤＭ信号光の波長数、
・信号光の波長あたりの光パワー、
・光雑音パワー
を考慮して、光増幅器１の出力におけるトータル光パワーに占める、ＷＤＭ信号光の成分（チャネルパワー）の比率を計算する。

出力パワー制御部５は、チャネルパワーが所定の値となるような出力パワー設定値を決定し、光増幅器１の出力パワーに対するフィードバック制御を行う。

光増幅器１の出力におけるチャネルパワーは、
・光増幅器１で増幅されたＷＤＭ信号光成分と、
・光増幅器１に入力されるＷＤＭ信号光に含まれる光雑音、および、
・光増幅器１から生じる自然放出光（ＡＳＥ）雑音が増幅された光雑音成分
が含まれている。

例えば、単純にターゲット（設定目標）とするチャネルパワーにＷＤＭ信号光の信号波長数を乗じた値を、光増幅器１の出力設定パワーとした場合、光雑音成分の影響により、実際には、光増幅器１の出力におけるチャネルパワーは、ターゲット値よりも低い値に設定されてしまう。

図３は、４波ＷＤＭにおける光増幅器出力において、光ＳＮＲ＝１０ｄＢ／０．２ｎｍの場合（四角）と、２０ｄＢ／０．２ｎｍの場合（三角）のトータル出力パワー（横軸）と、チャネルパワー（縦軸）の関係（特性）を示す図である。ここでは、単純に、ＷＤＭ信号光の各波長毎のパワーは、４波とも均一とし、光雑音の分布する帯域を３０ｎｍとしている。

図３からも明らかなように、光ＳＮＲの条件により、同じトータル出力パワーであってもチャネルパワーは異なることが分かる。

図４は、光増幅器１の出力での光ＳＮＲ条件が、２０ｄＢ／０．２ｎｍと固定し、信号波長数が４波の場合（四角）と、１６波の場合（三角）でのトータル出力パワー（横軸）とチャネルパワー（縦軸）の関係を示す図である。図４の場合も、波長数により、同一トータルパワーに対するチャネルパワーが変化することが分かる。

本実施例においては、光増幅器１の出力を制御するにあたり、
・信号波長数と、
・光雑音パワーと、
を考慮にいれて、光増幅器１の出力パワー設定を行う。

すなわち、図３において、チャネルパワー０ｄＢｍを設定ターゲット（破線）とした場合、光ＳＮＲ＝２０ｄＢ／０．２ｎｍの時には、光増幅器１のトータル出力パワーをＰａに設定する。光ＳＮＲ＝１０ｄＢ／０．２ｎｍの時には、光増幅器１のトータル出力パワーをＰｂに設定する。

同様に、図４において、チャネルパワー０ｄＢｍを設定ターゲット（破線）とした場合、ＷＤＭ数＝１６波（１６ＷＤＭ）の時には、光増幅器１のトータル出力パワーをＰａに設定する。ＷＤＭ数＝４波（４ＷＤＭ）の時には、光増幅器１のトータル出力パワーをＰｂに設定する。

このようにトータル出力パワーを設定することで、本実施例によれば、
・光ＳＮＲ条件、
・光雑音量、
・ＷＤＭ信号波長数
に影響されずに、光増幅器１の出力におけるチャネルパワーを精度よく調整することが可能となる。この結果、本実施例によれば、光増幅器出力のチャネルパワー設定ズレに伴う、過剰な光ＳＮＲ劣化や非線形劣化を回避することが可能となる。

図１において、光スペクトラムモニタ３の機能を実現する簡易な構成であるＷＤＭチャネルモニタを用いた例を第２の実施例として以下に説明する。図５は、本発明の第２の実施例の構成を示す図である。図５に示すように、本実施例においては、図１の構成の光スペクトラムモニタ３を、ＷＤＭチャネルモニタ６で置き換えたものである。

ＷＤＭチャネルモニタ６を用いる場合には、図６に示したように、ＷＤＭ信号の全光スペクトラム情報を有しているわけではない。所定の波長グリッド上でサンプリングされた光パワー、光ＳＮＲを測定するため、次式（１）〜（３）により、光増幅器１のトータル出力パワーの設定値（Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}）の補正を行う。

ここで、Ｐ_{ｔｏｔａｌ}は光増幅器のトータル出力パワー、
ｐ_ｎ，ｉはＷＤＭチャネルモニタでの波長グリッドにおける光雑音パワー、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー、
ΔλはＷＤＭチャネルモニタの波長グリッド、
Ｂ_ｆはＷＤＭチャネルモニタの分解能（測定Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）、
ＭはＷＤＭチャネルモニタのモニタ可能な波長グリッド数、
ＫはＷＤＭ波長数、
Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}は光増幅器のトータル出力パワーの設定値、
Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}はＷＤＭチャネルモニタで測定したチャネルパワーの平均値、
Ｐ_ｓｘはチャネルパワーの設定ターゲット値、
である。

図６において、ＷＤＭチャネルモニタ６のモニタ可能な波長グリッド数Ｍ＝１０、ＷＤＭ波長数Ｋ＝４、モニタ帯域幅＝Ｂ_ｆであり、光増幅器のトータル出力パワーＰ_{ｔｏｔａｌ}は、上式（１）よりｊ＝１として、

チャネルパワーの平均値Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}は、上式（２）よりｊ＝１として、

チャネルパワーの設定ターゲット値をＰ_ｓｘとすると、光増幅器のトータル出力パワーの設定値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}は、

となる。

なお、上記（１）〜（３）式の演算は演算処理部４で実行されるプログラムにより求めるようにしてもよい。

光増幅器１の出力における光雑音の分布する波長範囲が、ＷＤＭチャネルモニタの波長範囲を超えた場合には、出力トータルパワーＰ_{ｔｏｔａｌ}の計算に次式（４）のように補正する。

ここで、Ｂ_λＳはＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
Ｂ_λＬはＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
ａ１はＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数、
ａ２はＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数
である。

なお、上記（４）式の演算は演算処理部４で実行されるプログラムにより求めるようにしてもよい。

図７は、本発明の第３の実施例の構成を示す図である。図７には、複数の光増幅器を多段接続（カスケード接続）した場合に、本発明を適用した実施例の構成が示されている。初段の光増幅器１、光カプラ２、光スペクトラムモニタ３、演算処理部４、出力パワー制御部５までは、図１の構成と同一の構成とされ、光カプラ２のメイン側に、分散補償器７、光増幅器８が直列に接続される構成となっている。この分散補償器７および光増幅器８は、繰り返し接続する構成が考えられるため、段数を０〜Ｎとしている。

光増幅器８の出力パワーについても、チャネルパワーを一定とする制御が必要とされる。本実施例では、光増幅器８の出力パワーの制御として、演算処理部４の結果を基に、出力パワー制御部９により制御を行う構成としている。本実施例では、初段の光増幅器１の出力に対して光スペクトラムモニタ３を配置して、光増幅器１の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、この比率を補正係数とし、２段目以降の光増幅器１の出力パワー制御に使用しているため、各光増幅器１毎にスペクトラムモニタ機能を搭載する必要がなく、簡易な構成により、複数段の全ての光増幅器に対するチャネルパワーの一定制御が可能となる。

図８は、本発明の第４の実施例の構成を示す図である。本発明の第４の実施例は、図７に第３の実施例として示した光増幅器の多段接続構成において、光スペクトラムモニタ３の代わりにＷＤＭチャネルモニタ６を使用したものである。

本実施例において、ＷＤＭチャネルモニタ６を使用した場合の光増幅器出力のトータルパワー（Ｐ_{ｔｏｔａｌ}）とチャネルパワー（Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}）の比率（Ｐ_{ｔｏｔａｌ}／Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}）を計算する方法は、図５に示した実施例の場合（上式（１）〜（３）参照）と同様である。また、図１においては、光スペクトラムモニタ手段として、光カプラ２、光スペクトラムモニタ３、演算処理部４を光増幅器１の出力側に配置しているが、光増幅器１の入力側に配置しても、同等な効果が期待できる。

また、図５においては、光スペクトラムモニタ手段として、光カプラ２、ＷＤＭチャネルモニタ６、演算処理部４を光増幅器１の出力側に配置しているが、光増幅器１の入力側に配置しても同等な効果が期待できる。

また、図７では、光スペクトラムモニタ手段として、光カプラ２、光スペクトラムモニタ３、演算処理部４を初段の光増幅器１の出力側に配置しているが、初段の光増幅器１の入力側あるいは２台目以降の光増幅器の入力側、出力側に配置しても同様な効果が期待できる。

また、図８では、光スペクトラムモニタ手段として、光カプラ２、ＷＤＭチャネルモニタ６、演算処理部４を初段の光増幅器１の出力側に配置しているが、初段の光増幅器１の入力側あるいは２台目以降の光増幅器の入力側、出力側に配置しても同様な効果が期待できる。

なお、上記の特許文献、非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１、８光増幅器
２光カプラ
３光スペクトラムモニタ
４演算処理部
５、９出力パワー制御部
６ＷＤＭチャネルモニタ
７分散補償器

Claims

光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光の分岐光から、チャネルパワー、光雑音を含む光スペクトラム情報を取得するモニタ手段と、
ＷＤＭ信号光の光信号対雑音比に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係、
ＷＤＭ信号波長数に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係の一方又は両方に基づき、
チャネルパワーの設定ターゲットに対応した、トータル出力パワー設定値を求め、前記光増幅器に設定する手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光の分岐光から、チャネルパワー、チャネル波長の光信号対雑音比、および、ＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルを含む光スペクトラム情報を取得するモニタ手段と、
前記光スペクトラム情報を基に、ＷＤＭ信号光の波長数、信号光の波長当りの光パワー、光雑音パワーを考慮して、光増幅器の出力におけるトータル出力パワーに占めるＷＤＭ信号光の成分の比率を計算する演算処理部と、
前記光増幅器の出力のチャネルパワーが所定の値となるように、出力パワー設定値を決定し、前記光増幅器の出力パワーのフィードバック制御を行う出力パワー制御部と、
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
前記光増幅器を複数段カスケード接続し、複数段の前記光増幅器のうちの１つの段の光増幅器に対して前記モニタ手段を備え、
前記モニタ手段で取得された情報に基づき、前記１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワーの制御に用いる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の光増幅装置。
カスケード接続された複数段の光増幅器を備え、
複数段の前記光増幅器のうちの１つの段の光増幅器に対して、ＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光のチャネルパワーと、光雑音を取得するモニタ手段を備え、
前記モニタ手段で取得された情報に基づき、１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワーの制御に用いる、ことを特徴とする光増幅装置。
前記モニタ手段は、光スペククトラムアナライザ又は所定の波長グリッド上で光パワーをサンプルするＷＤＭチャネルモニタを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光増幅装置。
前記モニタ手段として、所定の波長グリッド上で光パワーをサンプルするＷＤＭチャネルモニタを備え、
前記光増幅器のトータル出力パワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を、

（ただし、
ｐ_ｎ，ｉはＷＤＭチャネルモニタでの波長グリッドにおける光雑音パワー、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー、
ΔλはＷＤＭチャネルモニタの波長グリッド、
Ｂ_ｆはＷＤＭチャネルモニタの分解能、
ＭはＷＤＭチャネルモニタのモニタ可能な波長グリッド数である）、
により求め、
ＷＤＭチャネルモニタで測定したチャネルパワーの平均値Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}を、

（ただし、
ＫはＷＤＭ波長数、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー）
により求め、
前記光増幅器のトータル出力パワーの設定値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を、

（ただし、Ｐ_ｓｘはチャネルパワーの設定ターゲット値）
により求める、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光増幅装置。
前記光増幅器の出力における光雑音の分布する波長範囲が、前記ＷＤＭチャネルモニタの波長範囲を超えた場合には、出力トータルパワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を次式、

（ただし、Ｂ_λＳはＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
Ｂ_λＬはＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
ａ１はＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数
ａ２はＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数である）
により求める、ことを特徴とする請求項６記載の光増幅装置。
光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光の分岐光から、チャネルパワー、光雑音を含む光スペクトラム情報を取得し、
ＷＤＭ信号光の光信号対雑音比に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係、
ＷＤＭ信号波長数に応じた、光増幅器のトータル出力パワーとチャネルパワーとの関係の一方又は両方に基づき、
チャネルパワーの設定ターゲットに対応した、トータル出力パワー設定値を求め、前記光増幅器に設定する、ことを特徴とする光増幅器の出力パワー制御方法。
光増幅器の入力又は出力のＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号光の分岐光から、ＷＤＭ信号光のチャネルパワー、チャネル波長の光信号対雑音比、およびＷＤＭ信号光の波長帯域外の光雑音レベルを含む光スペクトラム情報を取得し、
前記光スペクトラム情報を基に、ＷＤＭ信号光の波長数、信号光の波長当りの光パワー、光雑音パワーを考慮して、光増幅器の出力におけるトータル出力パワーに占めるＷＤＭ信号光の成分の比率を計算し、
前記光増幅器のチャネルパワーが所定の値となるように、出力パワー設定値を決定し、前記光増幅器の出力パワーに対するフィードバック制御を行う、ことを特徴とする光増幅器の出力パワー制御方法。
前記光増幅器を複数段カスケード接続し、複数段の前記光増幅器のうちの１つの段の光増幅器に対して前記モニタ手段を用意し、
前記モニタ手段で取得された情報に基づき、前記１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、
前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワーの制御に用いる、ことを特徴とする請求項８又は９記載の光増幅器の出力パワー制御方法。
カスケード接続された複数段の光増幅器のうち１つの段の前記光増幅器の１つに対して、ＷＤＭ信号光のチャネルパワー、光雑音情報を取得するモニタ手段を１つ用意し、
前記１つの段の光増幅器の出力トータルパワーとチャネルパワーの比率を計算し、
前記比率を補正係数とし、他の光増幅器の出力パワー制御に用いる、ことを特徴とする請求項光増幅器の出力パワー制御方法。
前記光スペクトラム情報を、光スペククトラムアナライザ又は所定の波長グリッド上で光パワーをサンプルするＷＤＭチャネルモニタで取得する、ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の光増幅器の出力パワー制御方法。
前記光スペクトラム情報を、所定の波長グリッド上で光パワーをサンプルするＷＤＭチャネルモニタで取得し、
前記光増幅器のトータル出力パワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を、

（ただし、
ｐ_ｎ，ｉはＷＤＭチャネルモニタでの波長グリッドにおける光雑音パワー、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー、
ΔλはＷＤＭチャネルモニタの波長グリッド、
Ｂ_ｆはＷＤＭチャネルモニタの分解能、
ＭはＷＤＭチャネルモニタのモニタ可能な波長グリッド数である）、
により求め、
ＷＤＭチャネルモニタで測定したチャネルパワーの平均値Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}を、

（ただし、
ＫはＷＤＭ波長数、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー）
により求め、
前記光増幅器のトータル出力パワーの設定値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を、

（ただし、Ｐ_ｓｘはチャネルパワーの設定ターゲット値）
により求める、ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の光増幅器の出力パワー制御方法。
前記光増幅器の出力における光雑音の分布する波長範囲が、ＷＤＭチャネルモニタの波長範囲を超えた場合には、出力トータルパワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を次式、

（ただし、Ｂ_λＳはＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
Ｂ_λＬはＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
ａ１はＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数
ａ２はＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数である）
により求める、ことを特徴とする請求項１３記載の光増幅器の出力パワー制御方法。
光増幅器の入力又は出力の分岐光を入力するＷＤＭチャネルモニタで光スペクトラム情報を取得し、
前記光増幅器のトータル出力パワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を、

（ただし、
ｐ_ｎ，ｉはＷＤＭチャネルモニタでの波長グリッドにおける光雑音パワー、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー、
ΔλはＷＤＭチャネルモニタの波長グリッド、
Ｂ_ｆはＷＤＭチャネルモニタの分解能、
ＭはＷＤＭチャネルモニタのモニタ可能な波長グリッド数である）、
により求め、
ＷＤＭチャネルモニタで測定したチャネルパワーの平均値Ｐ_{ｓ，ａｖｅ}を、

（ただし、
ＫはＷＤＭ波長数、
ｐ_ｓ，ｉはＷＤＭチャネルモニタで測定した各チャネルパワー）
により求め、
前記光増幅器のトータル出力パワーの設定値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を、

（ただし、Ｐ_ｓｘはチャネルパワーの設定ターゲット値）
により求める処理を、前記光増幅器の出力パワーを制御するコンピュータに実行させるプログラム。
前記光増幅器の出力における光雑音の分布する波長範囲が、ＷＤＭチャネルモニタの波長範囲を超えた場合には、出力トータルパワーＰ_{ｔｏｔａｌ}を次式、

（ただし、Ｂ_λＳはＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
Ｂ_λＬはＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音波長帯域幅、
ａ１はＷＤＭチャネルモニタ最短波長グリッドより短波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数
ａ２はＷＤＭチャネルモニタ最長波長グリッドより長波長側に分布する光雑音成分を計算する際の補正係数である）
により求める処理を、前記コンピュータに実行させる請求項１５記載のプログラム。