JP2014170085A - Raman amplifier, optical repeater, optical communication system, raman amplification control metho, and program - Google Patents

Raman amplifier, optical repeater, optical communication system, raman amplification control metho, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Raman amplifier capable of obtaining wavelength characteristics of a desired gain by a simple configuration.SOLUTION: A part of light which is transmitted on a transmission line optical fiber 20 and is subjected to Raman amplification is branched by a first branching device 33 and a second branching device 34, and only noise light in a prescribed wavelength band is transmitted by a noise light transmission filter 35. Power of the noise light outputted from the noise light transmission filter 35 is detected by a noise light power detection unit 37. A change rate of excitation light power is determined so that a decibel value of a change rate of the noise light power detected by the noise light power detection unit 37 and a decibel value of the change rate of the excitation light power have the same absolute value and opposite signs, and a driving current value is determined so that the excitation light power changed at this change rate is determined.

Description

本発明は、光ファイバを伝搬する信号光をラマン増幅効果によって増幅するラマン増幅器、ラマン増幅器を用いた光中継装置と光通信システム、ラマン増幅制御方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a Raman amplifier that amplifies signal light propagating through an optical fiber by a Raman amplification effect, an optical repeater using the Raman amplifier, an optical communication system, a Raman amplification control method, and a program.

波長多重された信号光を長距離伝送するために、多数の中継装置において光増幅し中継するシステムが実用化されている。このようなシステムにおいて、光増幅にラマン増幅器を用いた場合、信号光の光SNR(Signal to Noise Ratio:信号対雑音比)を改善することができるため、伝送距離の延伸化に効果があると期待されている。   In order to transmit wavelength-multiplexed signal light over a long distance, a system that amplifies and repeats light in a number of repeaters has been put into practical use. In such a system, when a Raman amplifier is used for optical amplification, the optical SNR (Signal to Noise Ratio) of signal light can be improved, which is effective in extending the transmission distance. Expected.

伝送距離の延伸化に伴い光増幅中継数が多くなった場合、信号品質を保つために、信号光の波長帯域内における各光増幅器の利得の波長特性を平坦化し、各波長の信号光のパワーと光SNRの波長依存性を小さくする必要がある。   If the number of optical amplification repeaters increases as the transmission distance increases, the wavelength characteristics of the gain of each optical amplifier within the wavelength band of the signal light are flattened to maintain the signal quality, and the power of the signal light at each wavelength It is necessary to reduce the wavelength dependence of the optical SNR.

ここで、ラマン増幅器の利得を、励起光の有無に対する出力信号光のパワーの比と定義する。ラマン増幅器の利得の波長特性を平坦化するためには、ラマン増幅の利得の波長特性を補償するような損失の波長特性を持つ利得等化器を信号光伝送路に挿入することが考えられる。しかし、ラマン増幅の利得の波長特性は、平均利得に応じて変化するため、平均利得によっては利得等化器で波長特性を十分に補償できなくなるという問題がある。   Here, the gain of the Raman amplifier is defined as the ratio of the power of the output signal light to the presence or absence of the excitation light. In order to flatten the wavelength characteristic of the gain of the Raman amplifier, it is conceivable to insert a gain equalizer having a loss wavelength characteristic that compensates for the wavelength characteristic of the gain of Raman amplification into the signal light transmission line. However, since the wavelength characteristic of the Raman amplification gain changes according to the average gain, there is a problem that the wavelength characteristic cannot be sufficiently compensated by the gain equalizer depending on the average gain.

この問題に対して、ラマン増幅の平均利得を一定化する技術がある(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の光中継伝送システムは、送信側から複数の波長の信号光とラマン増幅を受けない参照光を多重した信号光をファイバ伝送する。そして、ラマン増幅器において、光ファイバを伝送する信号光の一部から信号光と参照光を分波し、信号光レベルと参照光レベルをそれぞれ検出し、検出された参照光レベルに基づいてラマン増幅の平均利得を所定の値に保つための信号光レベル制御目標値を算出する。算出した信号光レベル制御目標値に検出された信号光のレベルが一致するように励起光の出力を制御する。   To solve this problem, there is a technique for making the average gain of Raman amplification constant (for example, Patent Document 1). The optical repeater transmission system described in Patent Document 1 transmits signal light obtained by multiplexing signal light having a plurality of wavelengths and reference light not subjected to Raman amplification from the transmission side through a fiber. In the Raman amplifier, the signal light and the reference light are demultiplexed from a part of the signal light transmitted through the optical fiber, the signal light level and the reference light level are detected, and the Raman amplification is performed based on the detected reference light level. A signal light level control target value for maintaining the average gain of the signal at a predetermined value is calculated. The output of the excitation light is controlled so that the detected signal light level matches the calculated signal light level control target value.

特開2004−193640号公報JP 2004-193640 A

特許文献1に記載の光中継伝送システムは、参照光をファイバ伝送し、ラマン増幅器における参照光レベルに基づいて、ラマン増幅の利得を制御するものであるため、送信側または伝送路において参照光に障害が発生したときに、利得の制御が正常に行えなくなるという問題があった。そして利得の制御が正常に行えなくなった結果、利得等化器等による利得の補償ができなくなり、所望の利得の波長特性を得ることができないという課題があった。   Since the optical repeater transmission system described in Patent Document 1 transmits the reference light through a fiber and controls the gain of Raman amplification based on the reference light level in the Raman amplifier, it is used as the reference light on the transmission side or transmission path. When a failure occurs, there is a problem that gain control cannot be performed normally. As a result, the gain control cannot be normally performed, so that the gain cannot be compensated by the gain equalizer or the like, and the wavelength characteristic of the desired gain cannot be obtained.

また、信号光に参照光を重畳するために、送信装置側では参照光用の発光素子を別途用意する必要があり、中継装置側では参照光レベルを検出する構成が必要となり、構成が複雑であり、低コスト化の弊害となっていた。   In addition, in order to superimpose the reference light on the signal light, it is necessary to prepare a light emitting element for reference light separately on the transmission device side, and a configuration for detecting the reference light level is required on the relay device side, which makes the configuration complicated. There was a negative effect of cost reduction.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で所望の利得の波長特性を得ることのできるラマン増幅器等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a Raman amplifier or the like that can obtain a desired gain wavelength characteristic with a simple configuration.

上記目的を達成するため、本発明のラマン増幅器は、複数の波長の信号光を伝送するとともに、信号光を含む光をラマン増幅する光ファイバと、信号光を含む光をラマン増幅するための励起光を前記光ファイバに入射する励起光源と、光ファイバを伝送しラマン増幅された光から、信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出する雑音光抽出部と、雑音光のパワーを検出する雑音光パワー検出部と、を有する。雑音光パワー検出部が検出する雑音光のパワーの変化率に基づいて、励起光のパワーの変化率を決定し、その変化率で励起光のパワーが変化するように励起光源を制御する。   To achieve the above object, the Raman amplifier according to the present invention transmits optical signals having a plurality of wavelengths and Raman-amplifies light including signal light, and excitation for Raman-amplifying light including signal light. A pumping light source for injecting light into the optical fiber, a noise light extracting unit for extracting noise light in a wavelength band not including the wavelength of the signal light from the light amplified by Raman transmission through the optical fiber, and the power of the noise light And a noise light power detector for detecting. Based on the rate of change of the power of the noise light detected by the noise light power detector, the rate of change of the power of the pump light is determined, and the pump light source is controlled so that the power of the pump light changes at the rate of change.

本発明によれば、簡易な構成で所望の利得の波長特性を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a desired gain wavelength characteristic with a simple configuration.

本発明の実施の形態に係る光通信システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing an optical communication system according to an embodiment of the present invention. 信号光パワー及び雑音光パワーの波長特性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength characteristic of signal light power and noise light power. 励起光源駆動処理のフローチャートである。It is a flowchart of an excitation light source drive process. (A)はフィードバック制御を施さない場合の利得の変化を示した表である。(B)は雑音光パワーを一定化する制御を施した場合の利得の変化を示した表である。(C)は実施の形態に係る制御を施した場合の利得の変化を示した表である。(A) is a table | surface which showed the change of the gain when not performing feedback control. (B) is a table showing changes in gain when control for making the noise light power constant is performed. (C) is a table | surface which showed the change of the gain at the time of performing control which concerns on embodiment. 実施の形態に係る光通信システムの他の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structure of the optical communication system which concerns on embodiment.

実施の形態.
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。
Embodiment.
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態に係る光通信システム1は、図1に示すように、送信装置10、伝送路光ファイバ20、中継装置30、受信装置50からなる。図1には中継装置30を一つのみ記載しているが、送信装置10と受信装置50の間には任意の数の中継装置30が接続されている。任意の数の中継装置30は、互いに略同じ構成を有している。   As shown in FIG. 1, the optical communication system 1 according to the present embodiment includes a transmission device 10, a transmission line optical fiber 20, a relay device 30, and a reception device 50. Although only one relay device 30 is illustrated in FIG. 1, an arbitrary number of relay devices 30 are connected between the transmission device 10 and the reception device 50. The arbitrary number of relay apparatuses 30 have substantially the same configuration.

送信装置10は、任意の変調方式を用いて送信電気信号で光変調した複数の波長の光信号を生成し、これらを波長多重した波長多重信号光を伝送路光ファイバ20に送出する。   The transmission apparatus 10 generates optical signals of a plurality of wavelengths that are optically modulated with a transmission electrical signal using an arbitrary modulation method, and transmits a wavelength-multiplexed signal light obtained by wavelength-multiplexing them to the transmission line optical fiber 20.

伝送路光ファイバ20は、波長多重信号光を伝送する伝送路であるとともに、励起光を入射することでラマン増幅効果を得る増幅媒体でもある。本実施の形態では、伝送路光ファイバ20の受信装置50側、つまり伝送路光ファイバ20の後方から励起光を入射するため、いわゆる後方励起によるラマン増幅を行っている。   The transmission line optical fiber 20 is a transmission line that transmits wavelength multiplexed signal light, and is also an amplification medium that obtains a Raman amplification effect by entering excitation light. In the present embodiment, since the excitation light is incident from the receiving device 50 side of the transmission line optical fiber 20, that is, from behind the transmission line optical fiber 20, Raman amplification by so-called backward excitation is performed.

中継装置30は、送信装置10側の伝送路光ファイバ20、つまり上流の伝送路光ファイバ20でのラマン増幅を制御する機能を有しており、上流の伝送路光ファイバ20で増幅された波長多重信号光を、受信装置50側の伝送路光ファイバ20、つまり下流の伝送路光ファイバ20に送出する。   The relay device 30 has a function of controlling Raman amplification in the transmission line optical fiber 20 on the transmission device 10 side, that is, the upstream transmission line optical fiber 20, and the wavelength amplified by the upstream transmission line optical fiber 20. The multiplexed signal light is transmitted to the transmission line optical fiber 20 on the receiving device 50 side, that is, the downstream transmission line optical fiber 20.

受信装置50は、伝送路光ファイバ20を伝送してきた波長多重信号光を受信し、送信装置10の変調方式に対応する復調方式で復調し、受信電気信号を取得する。   The receiving device 50 receives the wavelength-division multiplexed signal light transmitted through the transmission line optical fiber 20, demodulates it with a demodulation method corresponding to the modulation method of the transmitting device 10, and acquires a received electrical signal.

中継装置30には、合分波器31、励起光源32、第1分岐器33、第2分岐器34、雑音光透過フィルタ35、信号光パワー検出部36、雑音光パワー検出部37、記憶部38、演算回路39、利得等化器(Gain EQualizer:GEQ)40が備えられている。なお、上流の伝送路光ファイバ20と、中継装置30内の合分波器31、励起光源32、第1分岐器33、第2分岐器34、雑音光透過フィルタ35、信号光パワー検出部36、雑音光パワー検出部37、記憶部38、演算回路39とで、ラマン増幅器60を構成している。   The repeater 30 includes a multiplexer / demultiplexer 31, an excitation light source 32, a first branching device 33, a second branching device 34, a noise light transmission filter 35, a signal light power detection unit 36, a noise light power detection unit 37, and a storage unit. 38, an arithmetic circuit 39, and a gain equalizer (GEQ) 40 are provided. The upstream transmission line optical fiber 20, the multiplexer / demultiplexer 31, the pumping light source 32, the first branching device 33, the second branching device 34, the noise light transmission filter 35, and the signal light power detection unit 36 in the relay device 30. The noise light power detection unit 37, the storage unit 38, and the arithmetic circuit 39 constitute a Raman amplifier 60.

合分波器31は、励起光源32から出力される励起光を上流の伝送路光ファイバ20に導くための合分波器であり、波長帯の異なる励起光と信号光とを所定の方向に通過させる波長フィルタや、方向性結合機能を有するサーキュレータから構成される。合分波器31は、上流の伝送路光ファイバ20側から入力される信号光を、第1分岐器33側に出力し、励起光源32から入力される励起光を、上流の伝送路光ファイバ20側に出力する。   The multiplexer / demultiplexer 31 is an multiplexer / demultiplexer for guiding the pumping light output from the pumping light source 32 to the upstream transmission line optical fiber 20, and pumping light and signal light having different wavelength bands in a predetermined direction. It consists of a wavelength filter to pass through and a circulator having a directional coupling function. The multiplexer / demultiplexer 31 outputs the signal light input from the upstream transmission line optical fiber 20 side to the first branching unit 33 side, and the excitation light input from the excitation light source 32 is converted to the upstream transmission line optical fiber. Output to the 20 side.

励起光源32は、伝送路光ファイバ20でラマン増幅を行うために、伝送路光ファイバ20の後方から入射する励起光を発生させる光源であり、例えば波長が1.4〜1.5μmの高出力レーザである。励起光源32の駆動電流値を制御することにより、励起光源32が出力する励起光パワーを制御する。なお、励起光源32は、ラマン利得の偏光依存性を低減するために、デポラライザを備えた光源であっても良い。   The excitation light source 32 is a light source that generates excitation light incident from behind the transmission line optical fiber 20 in order to perform Raman amplification with the transmission line optical fiber 20, and has a high output with a wavelength of 1.4 to 1.5 μm, for example. It is a laser. By controlling the drive current value of the excitation light source 32, the excitation light power output from the excitation light source 32 is controlled. The excitation light source 32 may be a light source provided with a depolarizer in order to reduce the polarization dependence of the Raman gain.

第1分岐器33は、合分波器31が出力する光を2分岐する1入力2出力の光分岐器であり、例えば10dBカプラ、15dBカプラ、20dBカプラ等から構成される。第1分岐器33は、合分波器31側の入力ポート331から入力される光を分岐して、信号伝送経路側である主信号ポート332と、光パワー検出用の副信号ポート333から出力する。第1分岐器33が10dBカプラの場合、入力光に対して−10dBのパワーの光が副信号ポート333から出力される。   The first splitter 33 is a 1-input / 2-output optical splitter that splits the light output from the multiplexer / demultiplexer 31 into two, and includes, for example, a 10 dB coupler, a 15 dB coupler, a 20 dB coupler, and the like. The first branching device 33 branches light input from the input port 331 on the multiplexer / demultiplexer 31 side, and outputs it from the main signal port 332 on the signal transmission path side and the sub signal port 333 for optical power detection. To do. When the first branching device 33 is a 10 dB coupler, light having a power of −10 dB with respect to the input light is output from the sub signal port 333.

第2分岐器34は、第1分岐器33の副信号ポート333から出力される光を2分岐する1入力2出力の分岐器であり、例えば、3dBカプラから構成される。第2分岐器34は、第1分岐器33側の入力ポート341から入力される光を分岐して、信号光パワー検出用の第1ポート342と、雑音光パワー検出用の第2ポート343から出力する。第2分岐器34が3dBカプラの場合、入力光に対してそれぞれ−3dBのパワーの光が第1ポート342と第2ポート343から出力される。   The second branching unit 34 is a 1-input 2-output branching unit that splits the light output from the sub-signal port 333 of the first branching unit 33 into two, and is composed of, for example, a 3 dB coupler. The second branching device 34 branches the light input from the input port 341 on the first branching device 33 side, from the first port 342 for signal light power detection and the second port 343 for noise light power detection. Output. When the second splitter 34 is a 3 dB coupler, light having a power of −3 dB is output from the first port 342 and the second port 343 with respect to the input light.

雑音光透過フィルタ35は、特定の波長帯域の光のみを透過させる波長フィルタから構成され、第2分岐器34の第2ポート343に接続されている。雑音光透過フィルタ35は、第2分岐器34の第2ポート343から出力される光のうち信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を透過し、雑音光パワー検出部37側に出力する。   The noise light transmission filter 35 includes a wavelength filter that transmits only light in a specific wavelength band, and is connected to the second port 343 of the second branching device 34. The noise light transmission filter 35 transmits noise light in a wavelength band that does not include the wavelength of the signal light among the light output from the second port 343 of the second branching device 34 and outputs the noise light to the noise light power detection unit 37 side. .

雑音光透過フィルタ35の入出力について、図2を用いて説明する。第2分岐器34の第2ポート343から雑音光透過フィルタ35に入力する光は、図2(a)に示すように、等間隔で配列された波長を有する光が多重された信号光と、雑音光を含んでいる。雑音光透過フィルタ35から出力する光は、ラマン増幅帯域内でかつ信号光を含まない帯域の雑音光の一部である。透過する帯域は、例えば、図2(b)の実線で示すように、信号光より長波長の帯域でも良いし、信号光より短波長の帯域でもよい。   The input / output of the noise light transmission filter 35 will be described with reference to FIG. The light input to the noise light transmission filter 35 from the second port 343 of the second branching device 34 is, as shown in FIG. 2A, signal light obtained by multiplexing light having wavelengths arranged at equal intervals, and Contains noisy light. The light output from the noise light transmission filter 35 is a part of noise light in a band that does not include signal light within the Raman amplification band. The band to be transmitted may be, for example, a band having a longer wavelength than the signal light or a band having a shorter wavelength than the signal light, as indicated by a solid line in FIG.

以上のように、直列に接続された第1分岐器33、第2分岐器34、雑音光透過フィルタ35が、伝送路光ファイバ20を伝送しラマン増幅された光から、信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出する機能を有している。   As described above, the first branching device 33, the second branching device 34, and the noise light transmission filter 35 connected in series include the wavelength of the signal light from the light transmitted through the transmission line optical fiber 20 and Raman amplified. It has a function to extract noise light in no wavelength band.

信号光パワー検出部36は、第2分岐器34の第1ポート342に接続され、第1ポート342から出力される光のパワーに対応した電圧信号である信号光パワー信号を出力する。信号光パワー検出部36は、例えば、入力光を光電変換して入力光パワーに対応した電流を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードの出力電流を電圧信号に変換する電流電圧変換アンプから構成される。   The signal light power detector 36 is connected to the first port 342 of the second branching device 34 and outputs a signal light power signal that is a voltage signal corresponding to the power of light output from the first port 342. The signal light power detection unit 36 includes, for example, a photodiode that photoelectrically converts input light and outputs a current corresponding to the input light power, and a current-voltage conversion amplifier that converts the output current of the photodiode into a voltage signal. .

信号光パワー検出部36が検出する光は、第2分岐器34の第1ポート342から出力される光であり、雑音光透過フィルタ35に入力する光と略同じであるから、図2(a)に示すように信号光と雑音光を含んだものである。しかし、雑音光のパワーは、信号光のパワーに比較して十分に小さいため、実質的に信号光のパワーを検出している。   The light detected by the signal light power detector 36 is light output from the first port 342 of the second branching device 34, and is substantially the same as the light input to the noise light transmission filter 35. FIG. As shown in (), signal light and noise light are included. However, since the power of the noise light is sufficiently smaller than the power of the signal light, the power of the signal light is substantially detected.

雑音光パワー検出部37は、雑音光透過フィルタ35の第2分岐器34側と逆側に接続され、雑音光透過フィルタ35から出力された光のパワーに対応した電圧信号である雑音光パワー信号を出力する。雑音光パワー検出部37は、例えば、信号光パワー検出部36と同様に、フォトダイオードと、電流電圧変換アンプから構成される。   The noise light power detection unit 37 is connected to the side opposite to the second branching device 34 side of the noise light transmission filter 35 and is a noise light power signal that is a voltage signal corresponding to the light power output from the noise light transmission filter 35. Is output. The noise light power detection unit 37 includes, for example, a photodiode and a current-voltage conversion amplifier, like the signal light power detection unit 36.

雑音光パワー検出部37が検出する光は、雑音光透過フィルタ35を透過した後の光であるから、図2(b)に示すように特定の帯域内の雑音光である。つまり、雑音光パワー検出部37は、特定の帯域内の雑音光のパワーを検出している。   Since the light detected by the noise light power detection unit 37 is light after passing through the noise light transmission filter 35, it is noise light within a specific band as shown in FIG. That is, the noise light power detector 37 detects the power of noise light within a specific band.

ここで、雑音光透過フィルタ35を透過する雑音光のパワーは、ラマン増幅利得を一定に保つ制御に利用するパラメータであるため、ラマン増幅で発生した雑音光パワーを検出するのが望ましい。ラマン増幅で発生した雑音の主要素は、自然放出光が増幅されて出力されるASE(Amplified spontaneous emission:自然放出光)雑音である。このため、送信装置10の発光部で発生するショット雑音等を排除するために、送信装置10の光出力部に、雑音光透過フィルタ35で透過させる波長帯域の雑音光を除去するフィルタを備えてもよい。   Here, since the power of the noise light transmitted through the noise light transmission filter 35 is a parameter used for control to keep the Raman amplification gain constant, it is desirable to detect the noise light power generated by the Raman amplification. The main element of noise generated by Raman amplification is ASE (Amplified spontaneous emission) noise that is output after amplification of spontaneous emission light. For this reason, in order to eliminate the shot noise etc. which generate | occur | produces in the light emission part of the transmitter 10, the optical output part of the transmitter 10 is equipped with the filter which removes the noise light of the wavelength band permeate | transmitted with the noise light transmission filter 35. Also good.

記憶部38は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリから構成される。記憶部38は、励起光源32の駆動電流の初期値や、励起光源32の駆動電流と励起光パワーとの関係を示すデータや、演算回路39で実行するプログラム等を記憶する。   The storage unit 38 is composed of a nonvolatile memory such as a flash memory. The storage unit 38 stores an initial value of the drive current of the excitation light source 32, data indicating the relationship between the drive current of the excitation light source 32 and the excitation light power, a program executed by the arithmetic circuit 39, and the like.

記憶部38に記憶されている、励起光源32の駆動電流と励起光パワーとの関係を示すデータは、例えば、ラマン増幅器60の組立時において、励起光源32を合分波器31に接続したときの励起光源32の駆動電流と、合分波器31の伝送路光ファイバ20側のポートから出力する励起光パワーとの関係を測定した測定結果を示す表データである。   The data indicating the relationship between the driving current of the pumping light source 32 and the pumping light power stored in the storage unit 38 is, for example, when the pumping light source 32 is connected to the multiplexer / demultiplexer 31 when the Raman amplifier 60 is assembled. 6 is a table data showing measurement results obtained by measuring the relationship between the drive current of the excitation light source 32 and the excitation light power output from the port on the transmission line optical fiber 20 side of the multiplexer / demultiplexer 31.

演算回路39は、記憶部38に記憶されているプログラムを実行することにより、ラマン増幅器60の利得が一定となるように励起光源32を駆動制御する励起光源駆動処理等を実行する。   The arithmetic circuit 39 executes a program stored in the storage unit 38 to execute an excitation light source driving process for driving and controlling the excitation light source 32 so that the gain of the Raman amplifier 60 becomes constant.

また、演算回路39は、信号光パワー検出部36から出力される信号光パワー信号に基づいて、伝送信号の出力異常の発生を監視し、異常があった場合には警告を行い、外部にその情報を送信する等の処理を行う。   Further, the arithmetic circuit 39 monitors the occurrence of the transmission signal output abnormality based on the signal light power signal output from the signal light power detection unit 36, and gives a warning when there is an abnormality, Processes such as sending information.

演算回路39が実行する励起光源駆動処理は、定期的に雑音光パワー検出部37から出力される雑音光パワー信号を読込み、雑音光パワーの変化率に基づいて励起光パワーの変化率を決定する。そして、決定した変化率で励起光パワーが変化するように駆動電流を決定する。励起光源駆動処理を図3に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。   The excitation light source driving process executed by the arithmetic circuit 39 periodically reads the noise light power signal output from the noise light power detection unit 37 and determines the change rate of the excitation light power based on the change rate of the noise light power. . Then, the drive current is determined so that the pumping light power changes at the determined change rate. The excitation light source driving process will be described in detail along the flowchart shown in FIG.

励起光源駆動処理が開始されると、まず、タイマーをリセットしてからスタートする(ステップS101)。演算回路39は、励起光源32の駆動電流の初期値を記憶部38より読み込み、励起光源32に対して出力する(ステップS102)。励起光源32は、演算回路39から入力された駆動電流の初期値の情報に基づいて駆動する。   When the excitation light source driving process is started, the timer is first reset and then started (step S101). The arithmetic circuit 39 reads the initial value of the drive current of the excitation light source 32 from the storage unit 38 and outputs it to the excitation light source 32 (step S102). The excitation light source 32 is driven based on the initial value information of the drive current input from the arithmetic circuit 39.

次に、演算回路39は、雑音光パワー検出部37が検出する雑音光パワーを取得する(ステップS103)。つまり初期状態の雑音光パワーを取得し、演算回路39の内部メモリに一時保存する。その後タイマーをモニタし、タイマー時間tが雑音光パワー検出間隔tを超えるまで待機する(ステップS104:No)。そして、タイマー時間tが雑音光パワー検出間隔tを超えた場合には(ステップS104:Yes)、雑音光パワーを再取得する(ステップS105)。 Next, the arithmetic circuit 39 acquires the noise light power detected by the noise light power detection unit 37 (step S103). That is, the noise light power in the initial state is acquired and temporarily stored in the internal memory of the arithmetic circuit 39. Then monitors the timer and wait timer time t to over noise light power detection interval t 0 (step S104: No). If the timer time t exceeds the noise light power detection interval t 0 (step S104: Yes), the noise light power is reacquired (step S105).

ステップS105で取得した雑音光パワーから、雑音光パワーの変化率を算出する(ステップS106)。本実施の形態では、ステップS105で取得した雑音光パワーを、演算回路39の内部メモリに一時保存している前回取得した雑音光パワーで除算してデシベル値に変換する。   A change rate of the noise light power is calculated from the noise light power acquired in step S105 (step S106). In the present embodiment, the noise light power acquired in step S105 is divided by the previously acquired noise light power temporarily stored in the internal memory of the arithmetic circuit 39 to be converted into a decibel value.

その後、ステップS105で取得した雑音光パワーを演算回路39の内部メモリに一時保存する(ステップS107)。この内部メモリへの一時保存は、次の変化率算出時に使用するためである。   Thereafter, the noise light power acquired in step S105 is temporarily stored in the internal memory of the arithmetic circuit 39 (step S107). This temporary storage in the internal memory is for use in calculating the next change rate.

次に、ステップS106で算出した雑音光パワーの変化率に基づいて、励起光パワーの変化率を決定する(ステップS108)。本実施の形態は、雑音光パワーの変化率のデシベル値と励起光パワーの変化率のデシベル値が、絶対値が同じで、符号が逆となるように励起光パワーの変化率を求める。換言すると、雑音光パワーの変化率のデシベル値と励起光パワーの変化率のデシベル値との和が0dBとなるように励起光パワーの変化率を求める。   Next, the pump light power change rate is determined based on the noise light power change rate calculated in step S106 (step S108). In the present embodiment, the pump light power change rate is obtained so that the decibel value of the change rate of the noise light power and the decibel value of the pump light power change rate have the same absolute value and opposite signs. In other words, the pump light power change rate is obtained so that the sum of the decibel value of the change rate of the noise light power and the decibel value of the pump light power change rate becomes 0 dB.

次に、演算回路39は、記憶部38の表データを参照し、ステップS108で決定した励起光パワーの変化率に対応する駆動電流の変化率を算出する。そして、現在の駆動電流に対して、算出した駆動電流の変化率分変化させた励起光源の駆動電流を決定し、その駆動電流の情報を励起光源32に対して出力する(ステップS109)。   Next, the arithmetic circuit 39 refers to the table data in the storage unit 38 and calculates the change rate of the drive current corresponding to the change rate of the pumping light power determined in step S108. Then, the drive current of the excitation light source changed by the calculated change rate of the drive current with respect to the current drive current is determined, and information on the drive current is output to the excitation light source 32 (step S109).

その後、電源OFF等、励起光源駆動処理を終了する指示があるか否かを判定し(ステップS110)、終了する指示がない場合には(ステップS110:No)、タイマーをリセットして(ステップS111)、ステップS104に戻る。終了する指示がある場合には(ステップS110:Yes)、本処理を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not there is an instruction to end the excitation light source driving process such as power OFF (step S110). If there is no instruction to end (step S110: No), the timer is reset (step S111). ), The process returns to step S104. If there is an instruction to end (step S110: Yes), this process ends.

以上説明した本実施の形態に係る励起光源駆動処理を実行したときの結果を、雑音光パワーに基づくフィードバック制御を施さない場合及び雑音光パワーを一定化する制御を施した場合と比較して説明する。   The results when the excitation light source driving process according to the present embodiment described above is executed are compared with the case where feedback control based on the noise light power is not performed and the case where control for making the noise light power constant is performed. To do.

図4に示した表は伝送路光ファイバ20の送信装置10又は前段の中継装置30に近い位置(送信端付近)で1dBの損失増加が発生した場合と、当該中継装置30の合分波器31に近い位置(受信端付近)で1dBの損失増加が発生した場合において、各光パワーとラマン増幅の利得の変化率を見積もった結果を示している。   The table shown in FIG. 4 shows a case where a loss increase of 1 dB occurs at a position (near the transmission end) of the transmission line optical fiber 20 near the transmitting device 10 or the preceding relay device 30, and the multiplexer / demultiplexer of the relay device 30. When the loss increase of 1 dB occurs at a position close to 31 (near the receiving end), the result of estimating the change rate of each optical power and the gain of Raman amplification is shown.

なお、ここでのラマン増幅の利得とは、伝送路光ファイバ20における実質的な増幅利得であり、ラマン増幅器全体での利得とは異なり、受信端での損失や合分波器31や第1分岐器33等の挿入損失を考慮しないものである。すなわち、利得の波長特性に影響を及ぼすラマン増幅の利得である。   Note that the gain of Raman amplification here is a substantial amplification gain in the transmission line optical fiber 20, and unlike the gain of the entire Raman amplifier, the loss at the receiving end, the multiplexer / demultiplexer 31, and the first gain. The insertion loss of the branching device 33 or the like is not taken into consideration. That is, the gain of Raman amplification that affects the wavelength characteristics of the gain.

図4(A)の表は、励起光源32に対してフィードバック制御を施さない場合の各光パワーと利得の変化率を示している。   The table in FIG. 4A shows the rate of change of each optical power and gain when the excitation light source 32 is not subjected to feedback control.

まず、送信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。送信端付近では、励起光パワーは微弱に減衰しており、雑音光パワーは損失増加の影響をほとんど受けないため、雑音光パワーの変化率は±0dBである。励起光パワーの変化率はフィードバック制御を施していないため±0dBである。よって、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は±0dBである。一方、信号光パワーの変化率は、損失の影響で−1.0dBである。ラマン増幅の利得については、励起光パワーが変化していないため、利得も変化せず±0dBである。   First, a case where a 1 dB loss increase occurs near the transmission end will be described. In the vicinity of the transmission end, the pumping light power is weakly attenuated, and the noise light power is hardly affected by the increase in loss, so the change rate of the noise light power is ± 0 dB. The rate of change of pumping light power is ± 0 dB because feedback control is not performed. Therefore, the sum of the change rate of the noise light power and the change rate of the excitation light power is ± 0 dB. On the other hand, the rate of change in signal light power is -1.0 dB due to the influence of loss. The gain of Raman amplification is ± 0 dB because the pumping light power does not change and the gain does not change.

次に、受信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。フィードバック制御を施していない励起光パワーは伝送路光ファイバ20伝搬時に1dB低下しているため、ラマン増幅の利得が低下する。利得の低下量は諸条件に依存するが、ここでは伝送路光ファイバ20入力時の励起光パワーが1dB低下したことによる利得の低下量を1.5dBとする。この場合、伝送路で発生する雑音光パワーも1.5dB低下して、さらに受信端付近の1dBの損失も加わり雑音光パワー検出部37が検出する雑音光パワーは合計2.5dB低下する。信号光パワーについても、1.5dBの利得低下と受信端付近の1dBの損失により、信号光パワー検出部36が検出する信号光パワーは合計2.5dB低下する。なお、このときの励起光源32が出力する励起光パワーの変化率は±0dBであり、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は−2.5dBである。   Next, a case where a 1 dB loss increase occurs near the receiving end will be described. Since the pumping light power not subjected to feedback control is reduced by 1 dB when propagating through the transmission line optical fiber 20, the gain of Raman amplification is reduced. The amount of gain reduction depends on various conditions, but here the amount of gain reduction due to a 1 dB reduction in pumping light power at the time of transmission line optical fiber 20 input is 1.5 dB. In this case, the noise light power generated in the transmission path is also reduced by 1.5 dB, and further, a 1 dB loss near the receiving end is added, and the noise light power detected by the noise light power detector 37 is reduced by a total of 2.5 dB. Also for the signal light power, the signal light power detected by the signal light power detector 36 is lowered by a total of 2.5 dB due to a gain drop of 1.5 dB and a loss of 1 dB near the receiving end. At this time, the rate of change of the pumping light power output from the pumping light source 32 is ± 0 dB, and the sum of the rate of change of the noise light power and the rate of change of the pumping light power is −2.5 dB.

つまり、雑音光パワーに基づくフィードバック制御を施さない場合、送信端付近で損失があった場合には影響はほとんどないが、受信端付近で損失があった場合、実質的なラマン増幅の利得が大きく変化し、利得の波長特性が変化してしまう。   In other words, when feedback control based on the noise light power is not performed, there is almost no effect if there is a loss near the transmitting end, but if there is a loss near the receiving end, the substantial Raman amplification gain is large. The wavelength characteristic of gain changes.

図4(B)の表は、雑音光パワーを一定化する制御を施した場合の各光パワーと利得の変化率を示している。   The table in FIG. 4B shows the change rate of each optical power and gain when control for making the noise light power constant is performed.

まず、送信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。送信端付近では、励起光パワーは微弱に減衰しており、雑音光パワーは損失の影響をほとんど受けないため、雑音光パワーの変化率は±0dBである。励起光パワーの変化率は、雑音光パワーが変化していないため、±0dBである。よって、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は±0dBである。一方、信号光パワーの変化率は、損失の影響で−1.0dBである。ラマン増幅の利得については、励起光パワーが変化していないため、利得もほとんど変化せず±0dBである。   First, a case where a 1 dB loss increase occurs near the transmission end will be described. In the vicinity of the transmission end, the pumping light power is weakly attenuated, and the noise light power is hardly affected by the loss. Therefore, the change rate of the noise light power is ± 0 dB. The rate of change of the excitation light power is ± 0 dB because the noise light power has not changed. Therefore, the sum of the change rate of the noise light power and the change rate of the excitation light power is ± 0 dB. On the other hand, the rate of change in signal light power is -1.0 dB due to the influence of loss. The gain of Raman amplification is ± 0 dB with almost no change in the pump light power because the pump light power has not changed.

次に、受信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。損失増加による雑音光パワーの変化率を補償するように、励起光パワーを増やすように制御されるため、その結果、雑音光パワーと信号光パワーは損失増加前と同じパワー(±0dB)となる。この状態では、損失増加点より送信装置10側で、伝送路光ファイバを伝搬する雑音光パワーと信号光パワーは、損失増加前に比べて1dB高い状態のはずであるため、ラマン増幅の利得は1dB高いことになる。なお、利得を1dB増加するために必要な励起光パワーは諸条件に依存するが、1dBと考えると、損失増加分も考慮し、励起光パワーの変化率は+2.0dBとなる。また、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は+2.0dBとなる。   Next, a case where a 1 dB loss increase occurs near the receiving end will be described. Since the pumping light power is controlled so as to compensate for the change rate of the noise light power due to the increase in loss, as a result, the noise light power and the signal light power become the same power (± 0 dB) as before the loss increase. . In this state, the noise light power and the signal light power propagating through the transmission line optical fiber on the transmission device 10 side from the loss increase point should be 1 dB higher than before the loss increase. That would be 1 dB higher. Note that the pumping light power required to increase the gain by 1 dB depends on various conditions. However, considering 1 dB, the rate of change of the pumping light power is +2.0 dB in consideration of the increase in loss. Further, the sum of the change rate of the noise light power and the change rate of the excitation light power is +2.0 dB.

つまり、雑音光パワーを一定にする制御を施した場合、送信端付近で損失があった場合には影響はほとんどないが、受信端付近で損失があった場合に実質的なラマン増幅の利得が変化し、利得の波長特性が変化してしまう。   In other words, when control is performed to keep the noise light power constant, there is almost no effect if there is a loss near the transmitting end, but if there is a loss near the receiving end, the substantial Raman amplification gain is increased. The wavelength characteristic of gain changes.

図4(C)の表は、本実施の形態に係る制御を施した場合の、各光パワーと利得の変化率を示している。まず、送信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。送信端付近では、励起光パワーは微弱に減衰しており、雑音光パワーは損失の影響をほとんど受けないため、雑音光パワーの変化率は±0dBである。励起光パワーの変化率は、雑音光パワーが変化していないため、±0dBである。よって、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は±0dBである。一方、信号光パワーの変化率は、損失の影響で−1.0dBである。ラマン増幅の利得については、励起光パワーが変化していないため、利得もほとんど変化せず±0dBである。   The table in FIG. 4C shows the rate of change of each optical power and gain when the control according to the present embodiment is performed. First, a case where a 1 dB loss increase occurs near the transmission end will be described. In the vicinity of the transmission end, the pumping light power is weakly attenuated, and the noise light power is hardly affected by the loss. Therefore, the change rate of the noise light power is ± 0 dB. The rate of change of the excitation light power is ± 0 dB because the noise light power has not changed. Therefore, the sum of the change rate of the noise light power and the change rate of the excitation light power is ± 0 dB. On the other hand, the rate of change in signal light power is -1.0 dB due to the influence of loss. The gain of Raman amplification is ± 0 dB with almost no change in the pump light power because the pump light power has not changed.

次に、受信端付近で1dBの損失増加が発生した場合について説明する。受信端付近で1dBの損失増加が発生した場合には、信号光パワーと雑音光パワーの変化率は−1.0dBである。励起光パワーの変化率は、雑音光パワーの変化率と絶対値が同じで符号が逆である+1.0dBになるように制御する。よって、雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率の和は±0dBである。この状態は、励起光パワーの増加が、損失(1dB)をちょうど補償した状態となっている。その結果、ラマン増幅の利得は損失増加前と同じ(±0dB)となる。   Next, a case where a 1 dB loss increase occurs near the receiving end will be described. When a loss increase of 1 dB occurs near the receiving end, the rate of change between the signal light power and the noise light power is -1.0 dB. The change rate of the pumping light power is controlled to be +1.0 dB, which has the same absolute value and the opposite sign as the change rate of the noise light power. Therefore, the sum of the change rate of the noise light power and the change rate of the excitation light power is ± 0 dB. In this state, the increase in pumping light power just compensates for the loss (1 dB). As a result, the gain of Raman amplification becomes the same as before loss increase (± 0 dB).

つまり、本実施の形態に係る制御を施した場合、送信端付近で損失があった場合のみならず受信端付近で損失があった場合にも実質的なラマン増幅の利得を一定に保つことができる。これにより利得の波長特性が変動しない。   That is, when the control according to this embodiment is performed, the substantial Raman amplification gain can be kept constant not only when there is a loss near the transmission end but also when there is a loss near the reception end. it can. As a result, the wavelength characteristic of gain does not change.

このように、本実施の形態のラマン増幅器60により、信号光を一定の利得でラマン増幅することができる。一定の利得でラマン増幅した信号光は、中継装置30の光出力側に挿入された利得等化器40に入力される。利得等化器40は、ラマン増幅の利得の波長特性を補償するような損失の波長特性を有するフィルタから構成される。利得等化器を通過した光の出力パワーは、ラマン増幅前の光のパワーと略同等の波長特性を有する。つまり、伝送路光ファイバ20と中継装置30の全体としての利得の平坦性が確保できる。   Thus, the Raman amplifier 60 of this embodiment can Raman-amplify the signal light with a constant gain. The signal light Raman-amplified with a constant gain is input to the gain equalizer 40 inserted on the optical output side of the repeater 30. The gain equalizer 40 includes a filter having a loss wavelength characteristic that compensates for the wavelength characteristic of the gain of Raman amplification. The output power of the light that has passed through the gain equalizer has a wavelength characteristic substantially equal to the power of the light before Raman amplification. That is, the flatness of the gain of the transmission line optical fiber 20 and the relay device 30 as a whole can be ensured.

以上説明したように、本実施の形態によれば、ラマン増幅器60における伝送路光ファイバ20を伝送してきた光の一部を第1分岐器33、第2分岐器34で分岐し、雑音光透過フィルタ35を透過させた雑音光のパワーを雑音光パワー検出部37で検出し、雑音光パワーの変化率のデシベル値と励起光パワーの変化率のデシベル値が、絶対値が同じで符号が逆となるように励起光パワーの変化率を求め、その変化率で励起光パワーが変化するように励起光源32の駆動電流値を制御することとした。これにより、実質的なラマン増幅の利得を一定に保つことができ、伝送路光ファイバ20と中継装置30の全体としての利得の平坦性が確保できる。   As described above, according to the present embodiment, a part of the light transmitted through the transmission line optical fiber 20 in the Raman amplifier 60 is branched by the first branching device 33 and the second branching device 34 to transmit noise light. The power of the noise light transmitted through the filter 35 is detected by the noise light power detector 37, and the decibel value of the change rate of the noise light power and the decibel value of the change rate of the excitation light power have the same absolute value and the opposite sign. The change rate of the excitation light power is obtained so that the drive current value of the excitation light source 32 is controlled so that the excitation light power changes at the change rate. Thereby, the substantial Raman amplification gain can be kept constant, and the flatness of the gain of the transmission line optical fiber 20 and the repeater 30 as a whole can be ensured.

このように本発明は、伝送路光ファイバに励起光源が出力する励起光を入射して信号光をラマン増幅するラマン増幅器において、光ファイバを伝送しラマン増幅された光から、信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出して、雑音光のパワーを検出し、検出した雑音光のパワーの変化率に基づいて、励起光源の変化率を決定し、決定した変化率で励起光パワーが変化するように励起光源を制御することとした。これにより、簡易な構成で所望の利得の波長特性を得ることができる。   As described above, in the Raman amplifier that makes the pump light output from the pump light source incident on the transmission line optical fiber and Raman-amplifies the signal light, the wavelength of the signal light is transmitted from the Raman-amplified light transmitted through the optical fiber. Extract noise light in a wavelength band not included, detect the noise light power, determine the pump light source change rate based on the detected noise light power change rate, and use the pump light power at the determined change rate The excitation light source was controlled so as to change. Thereby, a desired gain wavelength characteristic can be obtained with a simple configuration.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, the various change in the range which does not deviate from the summary of this invention is possible.

例えば、上記実施の形態において、光通信システム1は、送信装置10と任意の数の中継装置30と受信装置50が直列に接続された構成について説明したが、送信器10又は中継装置30の内部、またはこれらとは別に1入力多出力の光分岐器を更に備えることにより、ツリー状の構成であってもよい。   For example, in the above embodiment, the optical communication system 1 has been described with respect to the configuration in which the transmission device 10, an arbitrary number of relay devices 30 and the reception device 50 are connected in series. Alternatively, a tree-like configuration may be adopted by further including a 1-input / multi-output optical branching device.

また、上記実施の形態において、励起光源32が一つのみからなる構成について説明したが、励起光源32を複数備え、複数の励起光源32の励起光を合波したものを合分波器31で伝送路光ファイバ20に入射するようにしてもよい。この場合、記憶部38には、各励起光源32の駆動電流と励起光パワーの関係を示す表データを記憶しておき、演算回路39は、各励起光源32の励起光パワーが決定した変化率でそれぞれ変化するように、各励起光源32の駆動電流を決定する。異なる波長の励起光源32を複数備えることにより、増幅帯域を拡大し、利得の平坦性を改善することも可能となる。あるいは、同一波長の励起光源32を冗長化した構成にすることにより、中継装置30の信頼性を確保できる。   Moreover, in the said embodiment, although the structure which consists of only one excitation light source 32 was demonstrated, what provided the plurality of excitation light sources 32 and combined the excitation light of several excitation light sources 32 with the multiplexer / demultiplexer 31. FIG. The light may enter the transmission line optical fiber 20. In this case, the storage unit 38 stores table data indicating the relationship between the drive current of each pumping light source 32 and the pumping light power, and the arithmetic circuit 39 changes the rate of change determined by the pumping light power of each pumping light source 32. The drive currents of the respective excitation light sources 32 are determined so as to change respectively. By providing a plurality of pumping light sources 32 having different wavelengths, it is possible to expand the amplification band and improve the flatness of the gain. Or the reliability of the relay apparatus 30 is securable by making the structure which made the excitation light source 32 of the same wavelength redundant.

また、上記実施の形態において、雑音光を抽出するために、第1分岐器33、第2分岐器34、雑音光透過フィルタ35を直列に接続する構成としたが、所定の波長帯域の雑音光を抽出できれば、この構成に限られない。例えば、光分岐機能を有する導波路に波長フィルタを挿入して生成した1つの光部品で構成しても良い。   In the above embodiment, the first branching device 33, the second branching device 34, and the noise light transmitting filter 35 are connected in series to extract noise light. However, noise light in a predetermined wavelength band is used. If it can extract, it will not be restricted to this structure. For example, a single optical component generated by inserting a wavelength filter into a waveguide having an optical branching function may be used.

また、上記実施の形態において、中継装置30の出力段に利得等化器40を挿入する構成について説明したが、中継装置30による中継において、平坦でない利得を所望する場合には、ラマン増幅の利得と利得等化器の損失との合計が所望する利得となるようなフィルタを利得等化器40に代えて挿入しても良い。   In the above embodiment, the configuration in which the gain equalizer 40 is inserted in the output stage of the relay device 30 has been described. However, when a non-flat gain is desired in the relay by the relay device 30, the gain of Raman amplification is desired. And a gain equalizer 40 may be inserted in place of the gain equalizer 40 so as to obtain a desired gain.

また、所望の利得の波長特性によっては、利得等化器40を省略しても良い。   Further, the gain equalizer 40 may be omitted depending on the desired gain wavelength characteristic.

また、上記実施の形態において、演算回路39が実行する励起光源駆動処理のステップS106で、雑音光パワーの変化率をデシベル値に変換し、ステップS107で、雑音光パワーの変化率のデシベル値と励起光パワーの変化率のデシベル値が、絶対値が同じで、符号が逆となるように励起光パワーの変化率を求めるようにしたが、変化率はデシベル値に限らず、対数に変換した値であればよい。雑音光パワーの変化率の対数と励起光パワーの変化率の対数の符号と絶対値を比較するに過ぎないため、底の数を共通とすれば、他の底の対数でも比較できるからである。   In the above-described embodiment, the change rate of the noise light power is converted into a decibel value in step S106 of the excitation light source driving process executed by the arithmetic circuit 39, and the decibel value of the change rate of the noise light power is calculated in step S107. Although the decibel value of the rate of change of pumping light power is the same in absolute value and the sign is reversed, the rate of change of pumping light power is calculated, but the rate of change is not limited to the decibel value, but converted to logarithm Any value is acceptable. This is because the logarithm of the rate of change of the noise light power and the logarithm of the rate of change of the pumping light power and the absolute value are only compared. .

また、励起光源駆動処理のステップS106では、雑音光パワーの変化率をデシベル値に変換せず、雑音光パワーの変化率(実数)と、励起光パワーの変化率(実数)の積が1となるように励起光パワーの変化率(実数)を求めても良い。これにより、伝送路光ファイバ20の損失の増加量が小さいときに精度良く利得を一定に保つことができる。また、演算回路39の処理量を軽減することができる。   In step S106 of the excitation light source driving process, the change rate of the noise light power is not converted into a decibel value, and the product of the change rate (real number) of the noise light power and the change rate (real number) of the excitation light power is 1. The rate of change (real number) of pumping light power may be obtained as follows. Thereby, when the increase amount of the loss of the transmission line optical fiber 20 is small, the gain can be kept constant with high accuracy. In addition, the processing amount of the arithmetic circuit 39 can be reduced.

また、上記実施の形態において、信号光パワー検出部36と雑音光パワー検出部37の出力を直接演算回路39に入力し、演算回路39では、雑音光パワー検出部37が出力する雑音光パワー信号に基づいて励起光源の駆動電流を決定するとしたが、図5に示すように、信号光パワー検出部36及び雑音光パワー検出部37と、演算回路39との間に、入力電圧を対数変換して出力するLogアンプ41、42を挿入してもよい。この場合、演算回路39は、雑音光パワー検出部37が出力する雑音光パワーを示す電圧をLogアンプ42で対数変換した電圧値に基づいて、励起光源32の駆動電流を決定する。具体的には、図3のフローチャートのステップS103、S105で取得する雑音光パワーは、対数変換された値であり、ステップS106で算出する雑音光パワーの変化率は、ステップS105で取得する雑音光パワーから、前回取得した雑音光パワーを減算することにより算出する。ステップS106で算出した雑音光パワーの変化率と励起光パワーの変化率が、絶対値が同じで、符号が逆となるように励起光パワーの変化率(対数)を求める。これにより、演算回路39の処理量を軽減することができる。   In the above embodiment, the outputs of the signal light power detector 36 and the noise light power detector 37 are directly input to the arithmetic circuit 39, and the arithmetic circuit 39 outputs the noise light power signal output by the noise light power detector 37. As shown in FIG. 5, the input voltage is logarithmically converted between the signal light power detector 36, the noise light power detector 37, and the arithmetic circuit 39, as shown in FIG. Log amplifiers 41 and 42 that output the signal may be inserted. In this case, the arithmetic circuit 39 determines the drive current of the excitation light source 32 based on the voltage value obtained by logarithmically converting the voltage indicating the noise light power output from the noise light power detection unit 37 by the Log amplifier 42. Specifically, the noise light power acquired in steps S103 and S105 in the flowchart of FIG. 3 is a logarithmically converted value, and the change rate of the noise light power calculated in step S106 is the noise light acquired in step S105. It is calculated by subtracting the previously acquired noise light power from the power. The rate of change (logarithm) of the pumping light power is obtained so that the change rate of the noise light power and the rate of change of the pumping light power calculated in step S106 have the same absolute value and opposite signs. Thereby, the processing amount of the arithmetic circuit 39 can be reduced.

また、中継装置30においてエルビウム添加ファイバ増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier:EDFA)をラマン増幅器60又は利得等化器40の後段に接続しても良い。ラマン増幅器60における実質的なラマン増幅の利得を一定化することによる信号光パワーの低下を、EDFAの出力一定制御により補償することができる。   In the relay device 30, an erbium doped fiber amplifier (EDFA) may be connected to the subsequent stage of the Raman amplifier 60 or the gain equalizer 40. A decrease in signal light power due to the constant gain of substantial Raman amplification in the Raman amplifier 60 can be compensated by constant output control of the EDFA.

また、演算回路39が実行するプログラムを、既存の演算処理装置に適用することで、当該演算処理装置を備えたラマン増幅器60を構成することも可能である。   In addition, by applying a program executed by the arithmetic circuit 39 to an existing arithmetic processing device, the Raman amplifier 60 including the arithmetic processing device can be configured.

このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、CD−ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto Optical Disk)、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。   Such a program distribution method is arbitrary, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), an MO (Magneto Optical Disk), or a memory card. It may be stored and distributed in the network, or distributed via a communication network such as the Internet.

1 光通信システム、10 送信装置、20 伝送路光ファイバ、30 中継装置、31 合分波器、32 励起光源、33 第1分岐器、331 入力ポート、332 主信号ポート、333 副信号ポート、34 第2分岐器、341 入力ポート、342 第1ポート、343 第2ポート、35 雑音光透過フィルタ、36 信号光パワー検出部、37 雑音光パワー検出部、38 記憶部、39 演算回路、40 利得等化器、41,42 Logアンプ、50 受信装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical communication system, 10 Transmitter, 20 Transmission line optical fiber, 30 Repeater, 31 Multiplexer / demultiplexer, 32 Excitation light source, 33 1st branching device, 331 Input port, 332 Main signal port, 333 Sub signal port, 34 Second branching unit, 341 input port, 342 first port, 343 second port, 35 noise light transmission filter, 36 signal light power detection unit, 37 noise light power detection unit, 38 storage unit, 39 arithmetic circuit, 40 gain, etc. , 41, 42 Log amplifier, 50 receiver

Claims (11)

複数の波長の信号光を伝送するとともに、前記信号光を含む光をラマン増幅する光ファイバと、
前記信号光を含む光をラマン増幅するための励起光を前記光ファイバに入射する励起光源と、
前記光ファイバを伝送しラマン増幅された光から、前記信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出する雑音光抽出部と、
前記雑音光抽出部が抽出する前記雑音光のパワーを検出する雑音光パワー検出部と、
前記雑音光パワー検出部が検出する前記雑音光のパワーの変化率に基づいて、前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する励起光源制御部と、
を備えるラマン増幅器。
An optical fiber that transmits signal light of a plurality of wavelengths and Raman-amplifies the light including the signal light;
An excitation light source that makes excitation light for Raman amplification of the light including the signal light incident on the optical fiber;
A noise light extraction unit that extracts noise light in a wavelength band that does not include the wavelength of the signal light from light that has been Raman-amplified through the optical fiber;
A noise light power detection unit for detecting the power of the noise light extracted by the noise light extraction unit;
Based on the rate of change of the power of the noise light detected by the noise light power detector, the rate of change of the power of the pump light is determined, and the excitation light source changes so that the power of the pump light changes at the rate of change. An excitation light source control unit for controlling
A Raman amplifier comprising:
前記励起光源制御部は、前記雑音光パワー検出部が検出する前記雑音光のパワーの対数の変化率と、前記励起光のパワーの対数の変化率が、絶対値が略同じで、符号が逆となるように、前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する、
請求項1に記載のラマン増幅器。
The excitation light source control unit is configured such that the rate of change of the logarithm of the power of the noise light detected by the noise light power detection unit and the rate of change of the logarithm of the power of the pump light have substantially the same absolute value and opposite signs. Determining the rate of change of the power of the pumping light so as to control the pumping light source so that the power of the pumping light changes at the rate of change,
The Raman amplifier according to claim 1.
前記雑音光パワー検出部が検出する雑音光のパワーを対数変換する対数変換部を更に有し、
前記励起光源制御部は、前記対数変換部が対数変換した前記雑音光のパワーの対数の変化率と、前記励起光のパワーの対数の変化率が、絶対値が略同じで、符号が逆となるように、前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する、
請求項1に記載のラマン増幅器。
A logarithmic conversion unit for logarithmically converting the power of the noise light detected by the noise light power detection unit;
The excitation light source control unit is configured such that the logarithmic change rate of the noise light power logarithmically converted by the logarithmic conversion unit and the logarithmic change rate of the excitation light power have substantially the same absolute value and opposite signs. Determining the rate of change of the power of the excitation light, and controlling the excitation light source so that the power of the excitation light changes at the rate of change,
The Raman amplifier according to claim 1.
前記励起光源制御部は、前記雑音光パワー検出部が検出する前記雑音光のパワーの実数の変化率と、前記励起光のパワーの実数の変化率との積が約1となるように前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する、
請求項1に記載のラマン増幅器。
The excitation light source controller is configured so that a product of a change rate of the real number of the noise light detected by the noise light power detection unit and a change rate of the real number of the power of the excitation light is about 1. Determining the rate of change of the power of the light, and controlling the excitation light source so that the power of the excitation light changes at the rate of change,
The Raman amplifier according to claim 1.
前記励起光源が所定のパワーの励起光を前記光ファイバに入射するときの、当該励起光のパワーと、前記励起光源の制御値と、を対応付けて記憶する記憶部をさらに有し、
前記励起光源制御部は、前記記憶部を参照して、前記雑音光のパワーの変化率に基づいて決定した前記励起光のパワーの変化率で前記励起光のパワーが変化するように、前記励起光源の制御値を決定し、当該制御値で前記励起光源を駆動するように制御する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のラマン増幅器。
A storage unit that stores the excitation light power and the control value of the excitation light source in association with each other when the excitation light source enters the optical fiber with excitation light having a predetermined power;
The excitation light source control unit refers to the storage unit so that the excitation light power changes at the excitation light power change rate determined based on the noise light power change rate. Determining a control value of the light source, and controlling to drive the excitation light source with the control value;
The Raman amplifier according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のラマン増幅器を有する光中継装置。   An optical repeater having the Raman amplifier according to claim 1. 前記ラマン増幅器の利得の波長特性を補償する損失の波長特性を有する利得等化器を更に有し、前記ラマン増幅器と前記利得等化器を直列に接続する、
請求項6に記載の光中継装置。
A gain equalizer having a wavelength characteristic of loss for compensating the wavelength characteristic of the gain of the Raman amplifier, and connecting the Raman amplifier and the gain equalizer in series;
The optical repeater according to claim 6.
エルビウム添加ファイバ増幅器を更に有し、前記ラマン増幅器と前記エルビウム添加ファイバ増幅器を直列に接続する、
請求項6又は7に記載の光中継装置。
Further comprising an erbium-doped fiber amplifier, wherein the Raman amplifier and the erbium-doped fiber amplifier are connected in series;
The optical repeater according to claim 6 or 7.
請求項6乃至8のいずれか1項に記載の光中継装置を有する光通信システム。   An optical communication system comprising the optical repeater according to any one of claims 6 to 8. 複数の波長の信号光を伝送する光ファイバに励起光源からの励起光を入射して前記信号光を含む光をラマン増幅するラマン増幅器が行うラマン増幅制御方法であって
前記光ファイバを伝送しラマン増幅された光から、前記信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出する雑音光抽出ステップと、
雑音光抽出ステップで抽出した前記雑音光のパワーを検出する雑音光パワー検出ステップと、
前記雑音光パワー検出ステップで検出した前記雑音光のパワーの変化率に基づいて、前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する励起光源制御ステップと、
を備えるラマン増幅制御方法。
A Raman amplification control method performed by a Raman amplifier that makes pump light from a pump light source incident on an optical fiber that transmits signal light having a plurality of wavelengths and Raman-amplifies the light including the signal light. A noise light extraction step of extracting noise light in a wavelength band not including the wavelength of the signal light from the amplified light;
A noise light power detection step for detecting the power of the noise light extracted in the noise light extraction step;
Based on the rate of change of the power of the noise light detected in the noise light power detection step, the rate of change of the power of the pump light is determined, and the pump light source is changed so that the power of the pump light changes at the rate of change. An excitation light source control step for controlling
A Raman amplification control method comprising:
複数の波長の信号光を伝送する光ファイバに励起光源からの励起光を入射して前記信号光を含む光をラマン増幅するラマン増幅器において、コンピュータに、励起光源の制御を実行させるプログラムであって、
前記光ファイバを伝送しラマン増幅された光から、前記信号光の波長を含まない波長帯域の雑音光を抽出したときの、前記雑音光のパワーを取得する雑音光パワー取得手順と、
前記雑音光パワー取得手順で取得した前記雑音光のパワーの変化率に基づいて、前記励起光のパワーの変化率を決定し、当該変化率で前記励起光のパワーが変化するように前記励起光源を制御する励起光源制御手順と、
を実行させるプログラム。
A program for causing a computer to execute control of a pumping light source in a Raman amplifier that makes pumping light from a pumping light source enter an optical fiber that transmits signal light having a plurality of wavelengths and Raman-amplifies light including the signal light. ,
A noise light power acquisition procedure for acquiring the power of the noise light when extracting the noise light in a wavelength band not including the wavelength of the signal light from the light that has been Raman-amplified through the optical fiber;
Based on the rate of change of the power of the noise light acquired in the noise light power acquisition procedure, the rate of change of the power of the pump light is determined, and the pump light source so that the power of the pump light changes at the rate of change An excitation light source control procedure for controlling
A program that executes
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