JP2020107816A - 光増幅装置及び光通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゲインクランプ光を光増幅器に入力して増幅利得を制御する光増幅装置及び光通信装置において、受信性能を向上させた光増幅装置及び光通信装置を提供する。【解決手段】 光増幅装置２０は、受信光信号Ｌ１の低雑音光増幅を行う低雑音光増幅部２１１と、低雑音光増幅された受信光信号とゲインクランプ光Ｌ３を波長多重したＷＤＭ光信号を生成する光合波部２１４と、ＷＤＭ光信号の光増幅を行うポスト光増幅部２１２と、ポスト光増幅部２１２により光増幅されたＷＤＭ光信号から受信光信号Ｌ１に対応する光信号を通過させる光フィルタ部２１６と、送信光信号が光増幅された光信号を高出力光増幅するブースタ光増幅部２２２を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、光増幅装置及び光通信装置に関し、特に、利得制御光（ゲインクランプ光）を光増幅器に入力して増幅利得を制御する光増幅装置及び光通信装置に関する。

近年、ハイスループット衛星等に見られるブロードバンド衛星通信サービスに伴い、衛星通信の大容量化のニーズが高まっている。それを解決するための技術として、衛星搭載用の光フィーダリンク技術（地上衛星間光空間通信技術）に期待が高まっている。

光フィーダリンクシステム（地上衛星間光空間通信システム）では、光地上局用光通信装置から送信されたアップリンク光信号が伝搬されて衛星搭載用光通信装置で受信される。衛星搭載用光通信装置から送信されたダウンリンク光信号が伝搬されて光地上局用光通信装置で受信される。地上と衛星の間の大気を伝搬する光信号は、雲などによって高速なレベル変動及び瞬断が発生する。高速なレベル変動及び瞬断が発生する光信号を受信すると、光フィーダリンクシステムに用いられている低雑音光増幅器において、過渡応答現象である光サージが発生する可能性がある。

光増幅器における光サージの発生原理は、特許文献１に示されている。光信号が無入力の状態から、飽和を引き起こす光信号のパワーが入力された場合には、当初、光増幅器が線形利得で動作しようとするので、特許文献１の図１２の（ｄ）に示されているように、光サージが発生する。光サージが発生することで、光送受信装置の中の光受信機内にあるフォトダイオード等の光部品の受信光入力許容レベルを超えてしまい、光部品を損傷させる恐れがある。そのため、大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージを抑圧する必要がある。

この光サージを抑圧する技術として、特許文献１には、入力信号光を増幅する希土類添加光ファイバ増幅器の構成に加えて、中心波長が希土類添加光ファイバ増幅器の利得帯域内にある利得制御光を出力する利得制御光源と、利得制御光を希土類添加光ファイバ増幅器に入力する光合波手段を備える光利得制御型光増幅器が開示されている。

また特許文献２には、入力信号光を増幅する反転分布媒質に対し、ゲインクランプ光を定常的に入力し、ゲインクランプ光と共通増幅される入力信号光の光電力変動に対する反転分布媒質の利得変動を抑圧するゲインクランプ型光増幅器が開示されている。

特開平１０−０２２５５６号公報 特開２００８−１３５６４０号公報

特許文献１の光増幅器に入力する利得制御光、及び特許文献２の反転分布媒質に入力するゲインクランプ光のパワーは、入力信号光のパワーと同等の値にすることで、入力信号光の断続によるパワー変動抑圧の効果が高くなる。しかしながら、利得制御光及びゲインクランプ光のパワーが増加した分、光信号の利得が小さくなるため、光増幅器の雑音指数（ＮＦ：Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）が悪くなり、光受信機の受信感度が劣化することになる。

本発明の目的は、ゲインクランプ光を光増幅器に入力して増幅利得を制御する光増幅装置及び光通信装置において、受信性能を向上させた光増幅装置及び光通信装置を提供することにある。

本発明に係る光増幅装置は、受信光信号の低雑音光増幅を行う低雑音光増幅部と、低雑音光増幅された受信光信号とゲインクランプ光を波長多重したＷＤＭ光信号を生成する光合波部と、前記ＷＤＭ光信号の光増幅を行う第１のポスト光増幅部と、前記第１のポスト光増幅部により光増幅されたＷＤＭ光信号から前記受信光信号に対応する光信号を通過させる光フィルタ部と、送信光信号が光増幅された光信号を高出力光増幅するブースタ光増幅部とを有する。

本発明に係る光通信装置は、上記の光増幅装置と、前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、前記光増幅装置に送信光信号を送信する光送信機と、を有し、前記光増幅装置は、前記送信光信号を光増幅するプリ光増幅部を有する。

本発明によれば、ゲインクランプ光を光増幅器に入力して増幅利得を制御する光増幅装置及び光通信装置において、受信性能の向上が可能となる。

本発明の光通信装置の概要を示す構成図である。 第１の実施形態に係る衛星搭載用光通信装置の構成の一例を示す構成図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る光増幅装置及び光送受信装置の構成図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る光増幅装置及び光送受信装置の構成図である。 図４の光送信機の第１の構成例である。 図４の光送信機の第２の構成例である。 図４の光送信機の第３の構成例である。 第２の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第３の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第４の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第４の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第５の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第６の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第６の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第７の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第７の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第８の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第８の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第８の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第８の実施形態の第３の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第９の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第９の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第９の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態の第３の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態の第４の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 第１０の実施形態の第５の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。 光増幅器への光入力パワーに対する光サージレベルとの関係の一例を示す図である。 図１の光地上局用光通信装置との比較のための比較例の光地上局用光通信装置の構成図である。 各実施形態に係る光フィーダリンクシステムの構成図である。

＜本発明の概要＞
まず本発明に係る地上衛星間光空間通信システムについて説明する。図３２は、本発明に係る地上衛星間光空間通信システム（光フィーダリンクシステム）の構成図である。光フィーダリンクシステム１００は、図３２に示すように、光地上局用光通信装置５０と衛星搭載用光通信装置６０を備えている。光地上局用光通信装置５０が送信したアップリンク光信号Ｕ１は、大気中を伝搬して衛星搭載用光通信装置６０で受信される。衛星搭載用光通信装置６０が送信したダウンリンク光信号Ｄ１は、大気中を伝搬して光地上局用光通信装置５０で受信される。なお、本構成は後述の各実施形態に係る光フィーダリンクシステムにおいても同様である。

次に本発明の実施形態の概要構成について説明する。図１は、本発明の光通信装置の概要を示す構成図である。本発明の光通信装置１は、送信光信号Ｌ２の光増幅と受信光信号Ｌ１の光増幅を行う光増幅装置２０と、光増幅装置２０で光増幅された受信光信号Ｌ１’を受信し、光増幅する送信光信号Ｌ２’を光増幅装置２０に送信する光送受信装置１０を備える。

また光送受信装置１０は、光送信機１１０と、光受信機１２０を備え、光増幅装置２０は、低雑音光増幅器２１０と、高出力光増幅器２２０を備える。また低雑音光増幅器２１０は、低雑音光増幅部２１１と、ポスト光増幅部２１２と、光フィルタ部２１６と、光合波部２１４を備える。高出力光増幅器２２０は、プリ光増幅部２２１と、ブースタ光増幅部２２２とを備える。低雑音光増幅部２１１、ポスト光増幅部２１２、プリ光増幅部２２１、及び、ブースタ光増幅部２２２は、例えば、希土類イオンドープド光ファイバからなる反転分布媒質を用いて構成される。例えば、半導体レーザを用いて、低雑音光増幅部２１１、ポスト光増幅部２１２、プリ光増幅部２２１、及び、ブースタ光増幅部２２２の利得帯域内の波長で、受信光信号Ｌ１の波長とは別の波長で生成されるゲインクランプ光Ｌ３が光合波部２１４に入力される。

例えば光地上局用光通信装置においては、衛星搭載用光通信装置６０からのダウンリンク光信号Ｄ１が捕捉され受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０に入力される。光増幅装置２０に入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅器２１０に入力され、低雑音光増幅器２１０の低雑音光増幅部２１１に入力される。

低雑音光増幅部２１１は、入力された受信光信号Ｌ１の低雑音光増幅を行う。低雑音光増幅された受信光信号は、図示しないフィルタ等を介して光合波部２１４に入力される。光合波部２１４は、低雑音光増幅された受信光信号Ｌ１とゲインクランプ光Ｌ３を波長多重したＷＤＭ（Ｗａｖｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光信号を生成する。光合波部２１４は、受信光信号とゲインクランプ光Ｌ３とを波長多重したＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２１２に出力する。ポスト光増幅部２１２は、光合波部２１４から入力されたＷＤＭ光信号の光増幅を行う。光フィルタ部２１６は、ポスト光増幅部２１２により光増幅されたＷＤＭ光信号から、ゲインクランプ光Ｌ３に対応する光信号を除去し、受信光信号Ｌ１に対応する光信号を通過させる。光フィルタ部２１６を通過した光信号は、低雑音光増幅器２１０からの出力である受信光信号Ｌ１’として光送受信装置１０に出力される。低雑音光増幅器２１０から出力された受信光信号Ｌ１’は、光送受信装置１０を構成する光受信機１２０で受信される。

一方、光送信機１１０は、光増幅装置２０に送信光信号Ｌ２’を送信する。光送受信装置１０の出力として光送信機１１０から送信された送信光信号Ｌ２’は、光増幅装置２０を構成する高出力光増幅器２２０に入力される。高出力光増幅器２２０に入力された送信光信号Ｌ２’は、プリ光増幅部２２１に入力される。プリ光増幅部２２１は、入力された送信光信号Ｌ２’を光増幅し、ブースタ光増幅部２２２に出力する。ブースタ光増幅部２２２は、プリ光増幅部２２１により光増幅された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０からの出力である送信光信号Ｌ２として出力する。送信光信号Ｌ２は、例えば光地上局用光通信装置においては、衛星搭載用光通信装置６０へ向けてアップリンク光信号として送信される。

図３１は、図１の光通信装置との比較のための比較例の光通信装置２の構成図である。比較例の光増幅装置２１の低雑音光増幅器２１０ｚは、入力された受信光信号Ｌ１をゲインクランプ光Ｌ３と波長多重し、波長多重されたＷＤＭ光信号を低雑音光増幅し、ポスト光増幅部で光増幅して光送受信装置１０に出力する。

具体的には、図３１に示すように、比較例の低雑音光増幅器２１０ｚは、低雑音光増幅部２１１と、ポスト光増幅部２１２と、光フィルタ部２１３と、光合波部２１４を備える。光合波部２１４は、受信光信号Ｌ１を、ゲインクランプ光Ｌ３と波長多重する。低雑音光増幅部２１１は、波長多重されたＷＤＭ光信号を低雑音光増幅し、光フィルタ部２１３は、ゲインクランプ光Ｌ３の除去を行う。そしてポスト光増幅部２１２は、低雑音光増幅されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光送受信装置１０に受信光信号Ｌ１”を出力する。

上記比較例の低雑音光増幅器の構成を光フィーダリンクシステムに適用するにあたり、問題点がある。

第１の問題点は、光通信装置の受信感度が劣化することである。光フィーダリンクシステムの場合、低雑音光増幅器２１０ｚ内部の低雑音光増幅部２１１へ入力される受信光信号パワーが限りなく低い状態で光信号を受信することになる。そのため、ゲインクランプ光Ｌ３を挿入する場合は、ゲインクランプ光Ｌ３のパワーを、受信光信号のパワーと同等の値にする必要がある。これにより、ゲインクランプ光Ｌ３のパワーが増加した分、光信号の利得が小さくなるため、低雑音光増幅器２１０ｚの雑音指数（ＮＦ：Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）が悪くなり、光通信装置の受信感度が劣化する。

第２の問題点は、低雑音光増幅器２１０ｚ内部の低雑音光増幅部２１１で発生する光サージが小さくなり、ゲインクランプ方式の効果が薄れることである。図３０は、光増幅器への光入力パワーに対する光サージレベルとの関係の一例を示す図である。低雑音光増幅器内部の低雑音光増幅部への光信号パワーが−４０ｄＢｍ〜−５０ｄＢｍの範囲で限りなく低い状態であるため、図３０に示す通り、光サージの影響が小さくなる。しかし、低雑音光増幅部で低雑音光増幅されることで、ポスト光増幅部に入力される入力光信号パワーが−３０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍの範囲で増大し、図３０に示す通り、低雑音光増幅部で発生した光サージが急激に成長し、光サージが顕著に増大する。

上記の比較例における問題点に対し、図１に示す構成によれば、入力された受信光信号Ｌ１が低雑音光増幅部２１１で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光Ｌ３と波長多重され、ポスト光増幅部２１２で光増幅されて光送受信装置１０に出力される。この構成により、ゲインクランプ光Ｌ３のパワーを比較例の構成より低くできるため、雑音指数が抑えられ、光通信装置の受信感度を向上させることができ、またポスト光増幅部で比較例の構成で発生するような光サージの顕著な増大も発生しない。したがって、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。
＜第１の実施形態＞
次に本発明の第１の実施形態について説明する。図２は、第１の実施形態に係る光通信装置の構成の一例を示す構成図である。図２は、例として、衛星搭載用光通信装置６０の構成が示されている。図２に示すように、衛星搭載用光通信装置６０においては、通信相手となる光地上局用光通信装置５０からのアップリンク光信号Ｕ１が光増幅装置２０ａに入力される受信光信号Ｌ１となり、光増幅装置２０ａから出力される送信光信号Ｌ２が、通信相手となる光地上局用光通信装置５０へのダウンリンク光信号Ｄ１となる。

本実施形態の衛星搭載用光通信装置６０は、ダウンリンク光信号Ｄ１である送信光信号Ｌ２の光増幅とアップリンク光信号Ｕ１である受信光信号Ｌ１の光増幅を行う光増幅装置２０ａと、光増幅装置２０ａで光増幅された受信光信号Ｌ１’を受信し、光増幅する送信光信号Ｌ２’を光増幅装置２０ａに送信する光送受信装置１０を備える。また衛星搭載用光通信装置６０は、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０を備える。また衛星搭載用光通信装置６０は、光送受信装置１０と、光増幅装置２０ａと、光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

また光送受信装置１０は、光送信機１１０と、光受信機１２０を備え、光増幅装置２０ａは、低雑音光増幅器２１０ａと、高出力光増幅器２２０を備える。また低雑音光増幅器２１０ａは、低雑音光増幅部２１１と、ポスト光増幅部２１２と、光フィルタ部２１３および２１６と、光合波部２１４と、ゲインクランプ光生成部２１５とを備える。高出力光増幅器２２０は、プリ光増幅部２２１と、ブースタ光増幅部２２２とを備える。低雑音光増幅部２１１、ポスト光増幅部２１２、プリ光増幅部２２１、及び、ブースタ光増幅部２２２は、例えば、希土類イオンドープド光ファイバからなる反転分布媒質を用いて構成される。ゲインクランプ光生成部２１５は、例えば、低雑音光増幅部２１１、ポスト光増幅部２１２、プリ光増幅部２２１、及び、ブースタ光増幅部２２２の利得帯域内の波長で、受信光信号Ｌ１の波長とは別の波長のゲインクランプ光を出力する半導体レーザを用いて構成される。

光捕捉追尾装置３０は、光地上局用光通信装置５０からのアップリンク光信号Ｕ１の捕捉を行い、光増幅装置２０ａを構成する低雑音光増幅器２１０に、アップリンク光信号Ｕ１を受信光信号Ｌ１として出力する。

低雑音光増幅器２１０ａに入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２１１に入力される。低雑音光増幅部２１１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、低雑音光増幅した受信光信号を、光フィルタ部２１３に出力する。光フィルタ部２１３は、低雑音光増幅された受信光信号から、低雑音光増幅部２１１で発生した自然放出（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光雑音を低減し、光合波部２１４に出力する。

光合波部２１４は、光フィルタ部２１３でＡＳＥ雑音が低減された受信光信号を、ゲインクランプ光生成部２１５からの出力であるゲインクランプ光Ｌ３と波長多重し、受信光信号とゲインクランプ光Ｌ３とを波長多重したＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２１２に出力する。ポスト光増幅部２１２は、光合波部２１４から入力されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光フィルタ部２１６に出力する。光フィルタ部２１６は、ポスト光増幅部２１２によって光増幅された受信光信号から、ポスト光増幅部２１２で発生したＡＳＥ光雑音の低減とゲインクランプ光Ｌ３の除去を行い、低雑音光増幅器２１０ａからの出力として、受信光信号Ｌ１’を光送受信装置１０に出力する。低雑音光増幅器２１０ａの光フィルタ部２１６から出力された受信光信号Ｌ１’は、光送受信装置１０を構成する光受信機１２０で受信される。

一方、光送受信装置１０の出力として光送信機１１０から送信された送信光信号Ｌ２’は、光増幅装置２０ａを構成する高出力光増幅器２２０に入力される。高出力光増幅器２２０に入力された送信光信号Ｌ２’は、プリ光増幅部２２１に入力される。プリ光増幅部２２１は、入力された送信光信号Ｌ２’を光増幅し、ブースタ光増幅部２２２に出力する。ブースタ光増幅部２２２は、プリ光増幅部２２１により光増幅された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ａからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２を光捕捉追尾装置３０に出力する。

光捕捉追尾装置３０は、通信相手となる光地上局用光通信装置５０の追尾を行い、光地上局用光通信装置５０に向けて、衛星搭載用光通信装置６０からのダウンリンク光信号Ｄ１として、送信光信号Ｌ２を送信する。

なお光地上局用光通信装置５０に、光増幅装置２０ａと光送受信装置１０を搭載する場合は、受信光信号Ｌ１はダウンリンク光信号Ｄ１となり、送信光信号Ｌ２はアップリンク光信号Ｕ１となる。また光地上局用光通信装置５０は、光増幅装置２０ａと、光送受信装置１０の他に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０を備える。また光地上局用光通信装置５０は、光送受信装置１０と、光増幅装置２０ａと、光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。光捕捉追尾装置３０は、衛星搭載用光通信装置６０からのダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉を行い、光増幅装置２０ａを構成する低雑音光増幅器２１０ａに受信光信号Ｌ１を出力する。また光捕捉追尾装置３０は、衛星搭載用光通信装置６０の追尾を行い、送信光信号Ｌ２を光地上局用光通信装置５０からのアップリンク光信号Ｕ１として衛星搭載用光通信装置６０に向けて送信する。
＜第１の実施形態の効果＞
以上説明したように、第１の実施形態によれば、入力された受信光信号Ｌ１が低雑音光増幅部２１１で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光Ｌ３と波長多重され、ポスト光増幅部２１２で光増幅されて光送受信装置１０に出力される。この構成により、ゲインクランプ光Ｌ３のパワーを比較例の構成より低くできるため、雑音指数が抑えられ、光通信装置の受信感度を向上させることができ、またポスト光増幅部で比較例の構成で発生するような光サージの顕著な増大も発生しない。したがって、第１の実施形態によれば、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。
＜第１の実施形態の変形例＞
次に本発明の第１の実施形態の変形例について説明する。図３は、第１の実施形態の第１の変形例に係る光増幅装置及び光送受信装置の構成図である。本変形例の光増幅装置２０ｂの低雑音光増幅器２１０ｂは、第１の実施形態において低雑音光増幅部２１１の後に備えられている光フィルタ部２１３を備えていない点で第１の実施形態と異なる。なお本変形例では低雑音光増幅部２１１の後の光フィルタ部２１３の代わりに、光合波部２１４が低雑音光増幅部２１１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行ってもよい。

本変形例の構成によっても、上記の第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

図４は、第１の実施形態の第２の変形例に係る光増幅装置及び光送受信装置の構成図である。本変形例の光送受信装置１０ｂにおいては、光送信機１１０ｂは、プリ光増幅部２２１に送信光信号Ｌ２’を出力するとともに、光合波部２１４にゲインクランプ光Ｌ３ｂを出力する。また本変形例の光増幅装置２０ｃの低雑音光増幅器２１０ａにおいては、光合波部２１４は、光フィルタ部２１３でＡＳＥ雑音が低減された受信光信号を、光送信機１１０ｂからの出力であるゲインクランプ光Ｌ３ｂと波長多重する。

本変形例の光送信機の構成について説明する。図５は、図４の光送信機の第１の構成例である。図５に示す通り、本構成例の光送信機１１０ｂは、送信レーザ部１１１と、光分岐部１１２と、位相変調部１１３と、強度変調部１１４とを備える。本構成例においては、送信レーザ部１１１からの出力光である、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、光分岐部１１２で分岐される。光分岐部１１２で分岐された光は、位相変調部１１３への入力光と、ゲインクランプ光Ｌ３ｂになる。ゲインクランプ光Ｌ３ｂは、光増幅装置２０内部の低雑音光増幅器２１０の光合波部２１４に入力される。一方、位相変調部１１３への入力光は、位相変調部１１３で位相変調光信号に変調される。位相変調光信号は、強度変調部１１４に入力され、送信光信号Ｌ２’に変調される。送信光信号Ｌ２’は、光送信機１１０ｂから送信される。

本構成例では、光合波部２１４は、光フィルタ部２１３でＡＳＥ雑音が低減された受信光信号を、送信レーザ部１１１から出力された連続光である、光送信機１１０ｂからのゲインクランプ光Ｌ３ｂと波長多重する。このような構成によっても、上記の第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。また光送信機１１０ｂから送信光信号Ｌ２’とは別に連続光を出力させてゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。

なお光送信機の構成は、図５に示す構成に限らず、他の構成も考えられる。図６は、図４の光送信機の第２の構成例である。図６に示す通り、第２の構成例の光送信機１１０ｃは、送信レーザ部１１１と、光分岐部１１２と、位相変調部１１３と、強度変調部１１４とを備える。送信レーザ部１１１からの出力光である、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、位相変調部１１３で位相変調光信号に変調される。本構成例においては、位相変調光信号が、光分岐部１１２で分岐される。光分岐部１１２で分岐された位相変調光信号は、強度変調部１１４への入力光と、ゲインクランプ光Ｌ３ｃになる。ゲインクランプ光Ｌ３ｃは、光増幅装置２０内部の低雑音光増幅器２１０の光合波部２１４に入力される。一方、強度変調部１１４へ入力される位相変調光信号は、強度変調部１１４で送信光信号Ｌ２’に変調される。送信光信号Ｌ２’は、光送信機１１０から送信される。

本構成では、光合波部２１４は、光フィルタ部２１３でＡＳＥ雑音が低減された受信光信号を、送信レーザ部１１１からの連続光が位相変調された光信号である、光送信機１１０ｃからのゲインクランプ光Ｌ３ｃと波長多重する。このような構成によっても上記の第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。また連続光が位相変調された光信号を光送信機１１０ｃから出力させてゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化を実現できる。

図７は、図４の光送信機の第３の構成例である。図７に示す通り、第３の構成例の光送信機１１０ｄは、送信レーザ部１１１と、光分岐部１１２と、位相変調部１１３と、強度変調部１１４とを備える。送信レーザ部１１１からの出力光である、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、位相変調部１１３で位相変調光信号に変調される。位相変調光信号は、強度変調部１１４で変調される。本構成例においては強度変調された光信号は、光分岐部１１２で分岐される。光分岐部１１２で分岐された光信号は、送信光信号Ｌ２と、ゲインクランプ光Ｌ３ｄになる。ゲインクランプ光Ｌ３ｄは、光増幅装置２０内部の低雑音光増幅器２１０の光合波部２１４に入力される。送信光信号Ｌ２’は、光送信機１１０から送信される。

本構成では、光合波部２１４は、光フィルタ部２１３でＡＳＥ雑音が低減された受信光信号を、送信レーザ部１１１から連続光が位相変調され強度変調された光信号であるゲインクランプ光Ｌ３ｄと波長多重する。このような構成によっても、上記の第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。また連続光が位相変調され強度変調された光信号を光送信機１１０ｃから出力させてゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化を実現できる。

なお本変形例の光送信機は、図５、図６、図７に示す構成にも限らない。例えば、光送信機は、位相変調部１１３の代わりに、ＩＱ変調部を使用した構成にしても良いし、位相変調部１１３を外した構成にしても良いし、強度変調部１１４を外した構成にしても良い。
＜第２の実施形態＞
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。第２の実施形態は、光増幅装置に入力される受信光信号および光増幅装置から出力される送信光信号を、ｎ個（ｎは２以上の整数）の異なる波長の光信号が波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合の構成例である。図８に示すように、本実施形態の光増幅装置２０ｄは、低雑音光増幅器２１０ｃと、高出力光増幅器２２０ｂを備える。低雑音光増幅器２１０ｃは、低雑音光増幅部２１１と、ポスト光増幅部２１２と、ＷＤＭフィルタ部２１７と、光フィルタ部２１８とを備える。高出力光増幅器２２０ｂは、プリ光増幅部２２１と、ブースタ光増幅部２２２と、光合波部２２３を備える。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｄに入力され、光増幅装置２０ｄから出力される送信ＷＤＭ光信号Ｗ２が、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｄに入力され、光増幅装置から出力される送信ＷＤＭ光信号Ｗ２が、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図８の光増幅装置２０ｄ、及び、光送受信装置１０ｃ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｃ、光増幅装置２０ｄ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

本実施形態の光送受信装置１０ｃは、複数の光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、複数の光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本実施形態の光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、それぞれ送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎと、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎを出力する。光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、例えば図５、図６、図７に示したいずれかの構成により、それぞれ、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎと、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎを出力するよう構成されている。

光増幅装置２０ｄに入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅器２１０ｃに入力され、低雑音光増幅器２１０ｃに入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２１１に入力される。低雑音光増幅部２１１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅してＷＤＭフィルタ部２１７に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２１７は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２１１で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎからのゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎとの波長多重を行い、ポスト光増幅部２１２に出力する。ポスト光増幅部２１２は、低雑音光増幅されゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎと波長多重された受信ＷＤＭ光信号を光増幅して光フィルタ部２１８に出力する。

光フィルタ部２１８は、光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、ポスト光増幅部２１２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎの除去と、受信ＷＤＭ光信号の分波を行い、受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎを出力する。分波された受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎは、光送受信装置１０内部の光受信機の光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎでそれぞれ受信される。

一方、上述のように光送受信装置１０内部の光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、それぞれ、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎと、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎを出力する。

送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは、高出力光増幅器２２０ｂに入力され、高出力光増幅器２２０に入力された送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは光合波部２２３に入力される。

光合波部２２３は、入力された送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重してプリ光増幅部２２１に出力する。プリ光増幅部２２１は、波長多重された送信ＷＤＭ光信号を光増幅し、ブースタ光増幅部２２２に出力する。ブースタ光増幅部２２２は、プリ光増幅部２２１で光増幅された送信ＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を、光増幅装置２０の出力として送信する。

なお光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎから、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎを生成する代わりに、低雑音光増幅器２１０ｃが、ゲインクランプ光Ｌ３−１、・・・、Ｌ３−ｎを生成するｎ個のゲインクランプ光生成部を備えてもよい。
＜第２の実施形態の効果＞
以上説明したように、第２の実施形態によれば、光増幅装置に入力される受信光信号および光増幅装置から出力される送信光信号が、波長多重された光信号とされる場合においても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、ポスト光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、受信光信号および送信光信号を波長多重された光信号とする場合においても、雑音指数が抑えられ、光通信装置の受信感度を向上させることができ、第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。また光送信機から送信光信号とは別にゲインクランプ光をも出力させることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第３の実施形態＞
次に本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、光送信機から出力された送信光信号がゲインクランプ光として用いられ、低雑音光増幅された受信光信号が、第１の実施形態の光合波部２１４に対応するＷＤＭフィルタ部２３４によって送信光信号と波長多重されて光増幅される。そして第１の実施形態の光フィルタ部２１６に対応するＷＤＭフィルタ部２３５が、送信光信号が光増幅された光信号を分波し、ブースタ光増幅部に向けて出力することで、第１、第２の実施形態では備えられていた高出力光増幅器２２０のプリ光増幅部２２１を省略した実施形態である。なお以下の各実施形態においても、ＷＤＭフィルタ部２３４は第１の実施形態の光合波部２１４に対応し、ＷＤＭフィルタ部２３５は第１の実施形態の光フィルタ部２１６に対応する。

図９は、第３の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図９に示すように、本実施形態の光増幅装置２０ｆは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５とを備える。光送受信装置１０は、光送信機１１０と、光受信機１２０とを備える。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｆに入力され、光増幅装置２０ｆから出力される送信光信号Ｌ２が、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｄに入力され、光増幅装置から出力される送信光信号Ｌ２が、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また光地上局用光通信装置、及び、衛星搭載用光通信装置は、光増幅装置２０ｆ、及び、光送受信装置１０以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０、光増幅装置２０ｆ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０に入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１に入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号に対し、低雑音光増幅部２１１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。またＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号を、光送信機１１０から出力された、ゲインクランプ光の役割も担う送信光信号Ｌ２と波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

本実施形態のＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号を受信光信号Ｌ１’と、受信光信号Ｌ１’の波長成分が除去された光信号、すなわち送信光信号が光増幅された光信号に分波し、送信光信号が光増幅された光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。

受信光信号Ｌ１’は、光受信機１２０で受信される。ブースタ光増幅部２３３は、入力された、送信光信号が光増幅された光信号を高出力光増幅する。高出力光増幅された送信光信号Ｌ２は、光増幅装置２０からの出力として送信される。
＜第３の実施形態の効果＞
以上、説明したように、第３の実施形態によっても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

さらに、第３の実施形態によれば、光送信機１１０から送信された送信光信号Ｌ２’がゲインクランプ光として受信光信号と波長多重され、受信光信号とともにプリ光増幅部２３２によって光増幅される。そしてＷＤＭフィルタ部２３５によって、光増幅されたＷＤＭ光信号を受信光信号Ｌ１’と、送信光信号が光増幅された光信号に分波され、送信光信号が光増幅された光信号は、ブースタ光増幅部２３３に向けて出力される。つまり第１、第２の実施形態に備えられていた低雑音光増幅器２１０のポスト光増幅部２１２と、高出力光増幅器２２０のプリ光増幅部２２１が共通化された構成となっている。この構成により第１、第２の実施形態に備えられていたプリ光増幅部２２１を省略することができる。また第１の実施形態の第２の変形例及び第２の実施形態と同様、光送信機からの送信光信号をゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができる。したがって、第３の実施形態によれば、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第４の実施形態＞
次に第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態において、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合の実施形態である。

図１０は、第４の実施形態に係る光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１０に示すように、光増幅装置２０ｇは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３７とを備える。光送受信装置１０ｄは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０を備える。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｇに入力され、光増幅装置２０ｇから出力されるｎ個の異なる波長の送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｇに入力され、光増幅装置から出力されるｎ個の異なる波長の送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図１０の光増幅装置２０ｇ、及び、光送受信装置１０ｄ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｄ、光増幅装置２０ｇ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０に入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号Ｌ１に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。

また光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを光合波部２３６にそれぞれ出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音を低減された受信光信号Ｌ１を、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号と、波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、ＷＤＭ光信号の分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、ＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１’と、受信光信号Ｌ１’の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎに対応するｎ個の異なる送信光信号が波長多重されたＷＤＭ光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１’を、光受信機１２０に出力し、光受信機１２０は受信光信号Ｌ１’を受信する。またＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１’の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎに対応するｎ個の異なる送信光信号が波長多重されたＷＤＭ光信号を、光分波部２３７に出力する。

光分波部２３７は、入力されたＷＤＭ光信号を、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎに対応するｎ個の送信光信号に分波し、それぞれ対応するｎ個のブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。

ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ入力された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０からの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎをそれぞれ出力する。
＜第４の実施形態の効果＞
以上説明したように、第４の実施形態によれば、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合においても、第１から第３の実施形態と同様、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、ポスト光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合においても、第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

さらに、第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様、光送信機１１０から送信された送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたゲインクランプ光として用いられ、受信光信号と波長多重され、受信光信号とともにプリ光増幅部２３２によって光増幅される。そしてＷＤＭフィルタ部２３５が、送信光信号が光増幅された光信号を分波し、ブースタ光増幅部２３３に向けて出力する。つまり第１、第２の実施形態に備えられていた低雑音光増幅器２１０のポスト光増幅部２１２と、高出力光増幅器２２０のプリ光増幅部２２１が共通化された構成となっている。この構成により、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合においても、第１、第２の実施形態に備えられていたプリ光増幅部２２１を省略することができる。また第１の実施形態の第２の変形例及び第２、第３の実施形態と同様、光送信機からの送信光信号をゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができる。したがって、第４の実施形態によれば、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合においても、第３の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第４の実施形態の変形例＞
次に第４の実施形態の変形例について説明する。図１１は、第４の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。本変形例は、第４の実施形態において備えられていた光分波部２３７を備えず、光増幅装置から出力される送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合の構成例である。

図１１に示すように、光増幅装置２０ｈは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４と、ＷＤＭフィルタ部２３５と、光合波部２３６を備える。光送受信装置１０ｄは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０を備える。

光増幅装置２０ｈに入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。

また光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを光合波部２３６に出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、ＷＤＭ光信号の分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１’と、受信光信号Ｌ１’の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１’を光受信機１２０に出力し、光受信機１２０は受信光信号Ｌ１’を受信する。またＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１’の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。

ブースタ光増幅部２３３は、ＷＤＭフィルタ部２３５からのＷＤＭ光信号を一括に高出力光増幅し、光増幅装置２０ｈからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

本変形例によれば光増幅装置から出力する送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合においても、上記の第４の実施形態と同様な効果が得られる。
＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態に係る、光増幅装置について説明する。図１２は、第５の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。本実施形態は、第３の実施形態において、光増幅装置に入力される受信光信号を、ｎ個の異なる波長の受信光信号が波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合の構成例である。

図１２に示すように、光増幅装置２０ｉは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光分波部２３８とを備える。光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０と、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｉに入力され、光増幅装置２０ｉから出力される送信光信号Ｌ２が、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｉに入力され、光増幅装置から出力される送信光信号Ｌ２が、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図１２の光増幅装置２０ｉ、及び、光送受信装置１０ｅ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｄ、光増幅装置２０ｇ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０ｉに入力された、ｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎが波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。

またＷＤＭフィルタ部２３４は、光送信機１１０からの出力であり、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重された受信ＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、ＷＤＭ光信号の分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されＡＳＥ光雑音が低減されたＷＤＭ光信号を、受信ＷＤＭ光信号と、受信光ＷＤＭ信号の波長成分が除去された光信号、すなわち送信光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号を光分波部２３８に出力し、光分波部２３８は、入力された受信ＷＤＭ光信号を受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎにそれぞれ出力する。

光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ、入力された受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎを受信する。

また光分波部２３８は、送信光信号をブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、入力された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｉからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２を出力する。
＜第５の実施形態の効果＞
以上説明したように、第５の実施形態によれば、光増幅装置に入力される受信光信号が、低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、光増幅装置から出力される送信光信号を、複数の送信光信号が波長多重された受信ＷＤＭ光信号とする場合においても、第１の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

さらに、第５の実施形態によれば、送信光信号Ｌ２’がゲインクランプ光として用いられ、受信光信号と波長多重され、プリ光増幅部２３２によって光増幅される。そしてＷＤＭフィルタ部２３５が、送信光信号が光増幅された光信号を分波し、ブースタ光増幅部２３３に向けて出力する。この構成により、第１、第２の実施形態に備えられていたプリ光増幅部２２１を省略することができる。また光送信機からの送信光信号をゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができる。したがって光増幅装置に入力される受信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号が波長多重された受信ＷＤＭ光信号とする場合においても、第３、第４の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第６の実施形態＞
次に第６の実施形態について説明する。図１３は、第６の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。第６の実施形態は、第２の実施形態と同様に、光増幅装置に入力される受信光信号および光増幅装置から出力される送信光信号を、ｎ個の異なる波長の光信号が波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合の構成例である。

図１３に示すように、光増幅装置２０ｊは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎと、ＷＤＭフィルタ部２３４と、光合波部２３６と、光フィルタ部２３９とを備える。光送受信装置１０ｆは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１は、ｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎが波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｊに入力され、光増幅装置２０ｊから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｊに入力され、光増幅装置２０ｊから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図１３の光増幅装置２０ｊ、及び、光送受信装置１０ｆ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｆ、光増幅装置２０ｊ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０ｊに入力された、ｎ個の受信光信号が波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。

また光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎをそれぞれ光合波部２３６に出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光フィルタ部２３９に出力する。

光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎに対応するｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎと、送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎに対応するｎ個の送信光信号に分波する。

光フィルタ部２３９は、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎを、それぞれ対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力し、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ入力された受信光信号を受信する。

また光フィルタ部２３９は、ｎ個の送信光信号を、それぞれ対応するブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ、入力された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｊからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎを出力する。
＜第６の実施形態の効果＞
以上説明したように、第６の実施形態によれば、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、ポスト光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、光増幅装置から出力される送信光信号をｎ個の異なる波長の送信光信号とする場合においても、第１から第５の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

さらに、第６の実施形態によれば、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎから出力された送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重され、ゲインクランプ光として用いられ、受信ＷＤＭ光信号と波長多重され、プリ光増幅部２３２によって光増幅される。そしてＷＤＭフィルタ部２３５が、送信光信号が光増幅された光信号を分波し、ブースタ光増幅部に向けて出力する。この構成により、受信光信号および送信光信号を、複数の送信光信号が波長多重された受信ＷＤＭ光信号とする場合においても、第３から第５の実施形態と同様、第１の実施形態に備えられていたポスト光増幅部およびゲインクランプ光生成部を省略することができる。したがって、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第６の実施形態の変形例＞
第６の実施形態の変形例について説明する。図１４は、第６の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１４に示すように、光増幅装置２０ｋは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３８とを備える。光送受信装置１０ｆは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本変形例の光増幅装置２０ｋでは、図１３の光増幅装置２０ｊと比較して、光フィルタ部２３９に代わりにＷＤＭフィルタ部２３５及び光分波部２３８を備え、光増幅装置から出力される送信光信号は波長多重されたＷＤＭ光信号とする構成となっている点で異なる。

光増幅装置２０ｋに入力されたｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎが波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。

また光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを光合波部２３６にそれぞれ出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号を、波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、ＷＤＭ光信号の分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されＡＳＥ光雑音が低減されたＷＤＭ光信号を、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号と、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎが、それぞれ、対応する受信光信号を受信する。

またＷＤＭフィルタ部２３５は、送信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号をブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、送信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｋからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

本変形例によれば光増幅装置から出力する送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合においても、上記の第６の実施形態と同様な効果が得られる。
＜第７の実施形態＞
第７の実施形態について説明する。図１５は、第７の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１５に示すように、光増幅装置２０ｌは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、ポスト光増幅部２４０とを備える。光送受信装置１０は、光送信機１１０と、光受信機１２０とを備える。本実施形態の光増幅装置２０ｌは、第３の実施形態の光増幅装置２０ｆに、ＷＤＭフィルタ部２３５からの光信号を光増幅して光受信機１２０に出力するポスト光増幅部２４０が追加された構成となっている。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｌに入力され、光増幅装置２０ｌから出力される送信光信号Ｌ２が、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｌに入力され、光増幅装置２０ｌから出力される送信光信号Ｌ２が、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図１５の光増幅装置２０ｌ、及び、光送受信装置１０以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０、光増幅装置２０ｌ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０ｌに入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。また、光送信機１１０は、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’をＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、ＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１に対応する光信号と、受信光信号Ｌ１の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’に対応する光信号に分波する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１に対応する光信号をポスト光増幅部２４０に出力する。ポスト光増幅部２４０は、受信光信号Ｌ１に対応する光信号を光増幅し、光増幅装置２０ｌの出力として、光増幅された受信光信号Ｌ１を光受信機１２０に出力する。光受信機１２０は光増幅された受信光信号Ｌ１を受信する。

またＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’に対応する光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、送信光信号Ｌ２’に対応する光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｌからの出力として高出力光増幅された送信光信号Ｌ２を出力する。
＜第７の実施形態の効果＞
以上、説明したように、第７の実施形態によっても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力する。この構成により、第１から第６の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

また第７の実施形態によれば、入力された受信光信号Ｌ１は低雑音光増幅部２３１、プリ光増幅部２３２、及びポスト光増幅部２４０により光増幅されて光受信機に出力されるため、光通信装置をさらに高感度化できる。

また第７の実施形態によっても、光送信機からの送信光信号がゲインクランプ光として用いられることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、第１の実施形態の第２の変形例及び第２から第６の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。

なおＷＤＭフィルタ部２３５とポスト光増幅部２４０は、入れ替えられてもよい。図１６は、第７の実施形態の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１６に示すように、光増幅装置２０ｍにおいては、図１５のＷＤＭフィルタ部２３５とポスト光増幅部２４０を入れ替えた構成にし、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’を波長多重させ、プリ光増幅部２３２に光増幅させたＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０に入力する構成にしてもよい。このような構成によっても、第７の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、送信光信号Ｌ２’は、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。また本実施形態では、ポスト光増幅部２４０が１個のみの構成であるが、複数のポスト光増幅部２４０を多段で接続する構成にしてもよい。以降の実施形態においても、同様である。
＜第８の実施形態＞
次に第８の実施形態について説明する。図１７は、第８の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１７に示すように、光増幅装置２０ｎは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎと、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３７と、ポスト光増幅部２４０を備える。光送受信装置１０ｄは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０を備える。本実施形態の光増幅装置２０ｎは、第４の実施形態の光増幅装置２０ｆに、ＷＤＭフィルタ部２３５からの光信号を光増幅して光受信機１２０に出力するポスト光増幅部２４０が追加された構成となっている。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｌに入力され、光増幅装置２０ｌから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｌに入力され、光増幅装置２０ｌから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図１５の光増幅装置２０ｌ、及び、光送受信装置１０以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０、光増幅装置２０ｌ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０に入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号Ｌ１に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。

光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを光合波部２３６に出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号を、波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されＡＳＥ光雑音が低減されたＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１に対応する光信号と、受信光信号Ｌ１の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１に対応する光信号をポスト光増幅部２４０に出力し、ポスト光増幅部２４０は受信光信号Ｌ１に対応する光信号を光増幅し、光受信機１２０に出力する。光増幅された受信光信号Ｌ１は、光受信機１２０で受信される。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、ＷＤＭ光信号を送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎに対応する光信号に分波し、対応するブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ入力された光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｎからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎを出力する。
＜第８の実施形態の効果＞
以上、説明したように、第８の実施形態によっても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、第１から第７の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

また第８の実施形態によれば、第７の実施形態と同様、入力された受信光信号Ｌ１は低雑音光増幅部２３１、プリ光増幅部２３２、及びポスト光増幅部２４０により３段階に光増幅されて光受信機に出力されるため、光通信装置をさらに高感度化できる。

また第８の実施形態によっても、光送信機からの送信光信号がゲインクランプ光として用いられることにより、ゲインクランプ光生成部を省略することができ、第１の実施形態の第２の変形例及び第２から第７の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第８の実施形態の変形例＞
第８の実施形態の変形例について説明する。図１８は、第８の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１８に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｏにおいては、図１７のＷＤＭフィルタ部２３５と、ポスト光増幅部２４０は、入れ替えられてもよい。すなわち低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号を、波長多重させ、プリ光増幅部２３２に光増幅させたＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０に入力させる構成となっている。このような構成によっても、第８の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。

図１９は、第８の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図１９において、光増幅装置２０ｐは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、ポスト光増幅部２４０を備える。光送受信装置１０ｄは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０を備える。本変形例は、第８の実施形態において備えられていた光分波部２３７を備えず、光増幅装置から出力される送信光信号を波長多重された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２とする場合の構成例である。

光増幅装置２０ｐに入力された受信光信号Ｌ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は、入力された受信光信号Ｌ１を低雑音光増幅する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを、それぞれ光合波部２３６に出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号を、波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、ＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１に対応する光信号と、受信光信号Ｌ１の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信光信号Ｌ１に対応する光信号をポスト光増幅部２４０に出力し、ポスト光増幅部２４０は、受信光信号Ｌ１に対応する光信号を光増幅し、光受信機１２０に出力する。光受信機１２０は、光増幅された受信光信号Ｌ１’を受信する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号をブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、ＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｐからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

本変形例によれば光増幅装置から出力する送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合においても、上記の第８の実施形態と同様な効果が得られる。

図２０は、第８の実施形態の第３の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２０に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｑにおいては、図１９のＷＤＭフィルタ部２３５と、ポスト光増幅部２４０が、入れ替えられた構成となっている。すなわち低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信光信号と、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号を、波長多重させ、プリ光増幅部２３２に光増幅させたＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０に入力させる構成となっている。このような構成によっても、第８の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。
＜第９の実施形態＞
次に第９の実施形態について説明する。図２１は、第９の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２１に示すように、光増幅装置２０ｒは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光分波部２３８と、ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎを備える。光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０と、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎとを備える。本実施形態の光増幅装置２０ｒは、第５の実施形態の光増幅装置２０ｉに、光分波部２３８で分波された各光信号を光増幅して光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力するポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎが追加された構成となっている。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｒに入力され、光増幅装置２０ｒから出力される送信光信号Ｌ２が、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１として光増幅装置２０ｒに入力され、光増幅装置から出力される送信光信号Ｌ２が、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図２１の光増幅装置２０ｒ、及び、光送受信装置１０ｅ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｅ、光増幅装置２０ｒ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０ｒに入力された、受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎが波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２３１に入力される。低雑音光増幅部２３１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。

光送信機１１０は、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２をＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号と、送信光信号Ｌ２を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減を行う。またＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されＡＳＥ光雑音が低減されたＷＤＭ光信号を、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号と、受信ＷＤＭ光信号の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’に対応する光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、光分波部２３８に出力する。

光分波部２３８は、ＷＤＭ光信号を、受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎに分波し、それぞれ、対応するポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎに出力する。ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎは、入力された受信光信号を光増幅し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに、光増幅した受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎを出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎはそれぞれ対応する受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎを受信する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’に対応する光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、送信光信号Ｌ２’に対応する光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｒからの出力として、高出力光増幅した送信光信号Ｌ２を出力する。
＜第９の実施形態の効果＞
以上、説明したように、第９の実施形態によっても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、第１から第８の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

また第９の実施形態によれば、第７、第８の実施形態と同様、入力された受信光信号Ｌ１は低雑音光増幅部２３１、プリ光増幅部２３２、及びポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎにより３段階に光増幅されて光受信機に出力されるため、光通信装置をさらに高感度化できる。

また第９の実施形態によっても、光送信機からの送信光信号をゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができ、第１の実施形態の第２の変形例及び第２から第８の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第９の実施形態の変形例＞
次に第９の実施形態の変形例について説明する。図２２は、第９の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２２に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｓにおいては、第９の実施形態の光増幅装置２０ｒと比較すると、ＷＤＭフィルタ部２３５から出力されたＷＤＭ光信号がポスト光増幅部２４０で光増幅され、光増幅されたＷＤＭ光信号が光分波部２３８に入力される。

このような構成によっても、第９の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、ポスト光増幅部の数を１つに削減することができる。

図２３は、第９の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。第９の実施形態の光増幅装置２０ｓと比較すると、本変形例の光増幅装置２０ｔにおいては、ＷＤＭフィルタ部２３５と、ポスト光増幅部２４０が入れ替えられている。
また、本変形例の光増幅装置２０ｔにおいては、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅した受信ＷＤＭ光信号と、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’が波長多重され、プリ光増幅部２３２で光増幅されたＷＤＭ光信号がポスト光増幅部２４０に入力される。

このような構成によっても、第９の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、第８の実施形態の第１及び第３の変形例と同様、送信光信号Ｌ２’は、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。
＜第１０の実施形態＞
次に第１０の実施形態について説明する。図２４は、第１０の実施形態に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２４に示すように、本実施形態の光増幅装置２０ｕは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎと、ＷＤＭフィルタ部２３４と、光フィルタ部２３９と、ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎを備える。光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本実施形態の光増幅装置２０ｕは、第６の実施形態の光増幅装置２０ｊに、光フィルタ部２３９から光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力される各光信号を光増幅するポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎが追加された構成となっている。

なお本実施形態に係る光地上局用光通信装置においては、ダウンリンク光信号Ｄ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｕに入力され、光増幅装置２０ｕから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、アップリンク光信号Ｕ１となる。また本実施形態に係る衛星搭載用光通信装置においては、アップリンク光信号Ｕ１が、受信光信号Ｌ１として光増幅装置２０ｕに入力され、光増幅装置２０ｕから出力される送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎが、ダウンリンク光信号Ｄ１となる。

また第１の実施形態と同様、光地上局用光通信装置及び衛星搭載用光通信装置は、図２４の光増幅装置２０ｕ、及び、光送受信装置１０ｅ以外に、アップリンク光信号Ｕ１とダウンリンク光信号Ｄ１の捕捉追尾を行う光捕捉追尾装置３０と、光送受信装置１０ｅ、光増幅装置２０ｕ、及び光捕捉追尾装置３０の制御を行う制御装置４０を備える。

光増幅装置２０ｕに入力された、ｎ個の受信光信号が波長多重された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１は、低雑音光増幅部２３１に入力され、低雑音光増幅部２３１は、入力された受信ＷＤＭ光信号Ｗ１を低雑音光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３４は、低雑音光増幅された受信ＷＤＭ光信号に対し、低雑音光増幅部２３１で発生したＡＳＥ光雑音を低減する。

また光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎは、ゲインクランプ光としての役割も担う送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎをそれぞれ光合波部２３６に出力する。光合波部２３６は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎを波長多重し、ＷＤＭフィルタ部２３４に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３４は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号を波長多重し、プリ光増幅部２３２に出力する。プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光フィルタ部２３９に出力する。

光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎに対応するｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎと、送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎに対応するｎ個の送信光信号に分波する。

光フィルタ部２３９は、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎを、それぞれ対応するポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎに出力する。ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎは、それぞれ入力された送信光信号を光増幅し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ入力された受信光信号を受信する。

また光フィルタ部２３９は、ｎ個の送信光信号を、それぞれ対応するブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ、入力された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｊからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎを出力する。
＜第１０の実施形態の効果＞
以上、説明したように、第１０の実施形態によっても、入力された受信光信号が低雑音光増幅部で低雑音光増幅された後に、ゲインクランプ光と波長多重され、プリ光増幅部で光増幅されて光送受信装置に出力される。この構成により、第１から第９の実施形態と同様、地上と衛星間の大気伝搬環境下の高速なレベル変動による光サージの影響の緩和と、光通信装置の高感度化が実現できる。

また第１０の実施形態によっても、第７から第９の実施形態と同様、入力された受信光信号Ｌ１は低雑音光増幅部２３１、プリ光増幅部２３２、及びポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎにより３段階に光増幅されて光受信機に出力されるため、光通信装置がさらに高感度化できる。

また第１０の実施形態によっても、光送信機からの送信光信号をゲインクランプ光として用いることにより、第１の実施形態に備えられていたゲインクランプ光生成部を省略することができる。したがって、第１０の実施形態によれば、第１の実施形態の第２の変形例および第２から第９の実施形態と同様、光増幅装置の小型化や軽量化、高効率化、低消費電力化が実現できる。
＜第１０の実施形態の変形例＞
次に第１０の実施形態の変形例について説明する。図２５は、第１０の実施形態の第１の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２５に示すように、光増幅装置２０ｖは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３８と、ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎを備える。光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本変形例の光増幅装置２０ｖでは、図２４の光増幅装置２０ｕと比較して、光フィルタ部２３９に代わりにＷＤＭフィルタ部２３５及び光分波部２３８を備え、光増幅装置から出力される送信光信号は波長多重されたＷＤＭ光信号とする構成となっている点で異なる。

本変形例では、プリ光増幅部２３２は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重された送信ＷＤＭ光信号と、低雑音光増幅されＡＳＥ光雑音が低減された受信ＷＤＭ光信号とが波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号と、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号を光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、それぞれ対応するポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎに出力する。ポスト光増幅部２４０−１、・・・、２４０−ｎは、それぞれ入力された送信光信号を光増幅し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ入力された受信光信号を受信する。

またＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、入力されたＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｖからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

本変形例によれば光増幅装置から出力する送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合においても、上記の第１０の実施形態と同様な効果が得られる。

図２６は、第１０の実施形態の第２の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２６に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｗは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎと、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３７および２３８と、ポスト光増幅部２４０を備える。また光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本変形例の光増幅装置２０ｗでは、図２５の光増幅装置２０ｖと比較して、ＷＤＭフィルタ部２３５が出力する送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を分波する光分波部２３７を備える構成となっている。また本変形例の光増幅装置２０ｗでは、ＷＤＭフィルタ部２３５が出力する受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０で光増幅し、光増幅されたＷＤＭ光信号を光分波部２３８に入力させる構成となっている。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０に出力する。ポスト光増幅部２４０は入力されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ、入力された受信光信号を受信する。

またＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、光分波部２３７に出力する。光分波部２３７は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を分波し、対応するブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ、入力されたＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｗからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎを出力する。

このような構成によっても、第１０の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、ポスト光増幅部の数を１つに削減することができる。

図２７は、第１０の実施形態の第３の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２７に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｘでは、図２４の光増幅装置２０ｕと比較して、プリ光増幅部２３２から出力されたＷＤＭ光信号がポスト光増幅部２４０で光増幅されて光フィルタ部２３９に出力されている。

本変形例では、プリ光増幅部２３２は、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ポスト光増幅部２４０に出力する。ポスト光増幅部２４０は、プリ光増幅部２３２はで光増幅されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光フィルタ部２３９に出力する。

光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２及びポスト光増幅部２４０で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。光フィルタ部２３９は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１−１、・・・、Ｌ１−ｎに対応するｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎと、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎに対応するｎ個の送信光信号に分波する。

光フィルタ部２３９は、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎを、それぞれ対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ入力された受信光信号を受信する。

また光フィルタ部２３９は、ｎ個の送信光信号を、それぞれ対応するブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎに出力する。ブースタ光増幅部２３３−１、・・・、２３３−ｎは、それぞれ、入力された送信光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｊからの出力として、高出力光増幅された送信光信号Ｌ２−１、・・・、Ｌ２−ｎを出力する。

このような構成によっても、第１０の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、第８の実施形態の第１及び第３の変形例と同様、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。

図２８は、第１０の実施形態の第４の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２８において、光増幅装置２０ｙは、低雑音光増幅部２３１と、プリ光増幅部２３２と、ブースタ光増幅部２３３と、ＷＤＭフィルタ部２３４および２３５と、光合波部２３６と、光分波部２３８と、ポスト光増幅部２４０を備える。光送受信装置１０ｅは、光送信機１１０−１、・・・、１１０−ｎと、光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎを備える。本変形例は、第１０の実施形態の第２の変形例において備えられていた光分波部２３７を備えず、光増幅装置から出力される送信光信号を波長多重された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２とする場合の構成例である。

ＷＤＭフィルタ部２３５は、第２の変形例と同様、受信ＷＤＭ光信号Ｗ１に対応するＷＤＭ光信号をポスト光増幅部２４０に出力する。ポスト光増幅部２４０は入力されたＷＤＭ光信号を光増幅し、光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、ｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ、入力された受信光信号を受信する。

一方、本変形例では、ＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、入力されたＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｙからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

本変形例によれば光増幅装置から出力する送信光信号を波長多重されたＷＤＭ光信号とする場合においても、上記の第２の変形例と同様な効果が得られる。

図２９は、第１０の実施形態の第５の変形例に係る、光増幅装置と光送受信装置の構成図である。図２９に示すように、本変形例の光増幅装置２０ｚでは、第４の変形例の光増幅装置２０ｙの構成と比較して、ポスト光増幅部２４０と、ＷＤＭフィルタ部２３５が入れ替えられている。

本変形例では、プリ光増幅部２３２は、第３の変形例と同様、波長多重されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ポスト光増幅部２４０に出力する。ポスト光増幅部２４０は、プリ光増幅部２３２はで光増幅されたＷＤＭ光信号を光増幅し、ＷＤＭフィルタ部２３５に出力する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号に対し、プリ光増幅部２３２及びポスト光増幅部２４０で発生したＡＳＥ光雑音の低減と、分波を行う。ＷＤＭフィルタ部２３５は、光増幅されたＷＤＭ光信号を、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号と、受信ＷＤＭ光信号の波長成分が除去されたＷＤＭ光信号、すなわち送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号に分波する。ＷＤＭフィルタ部２３５は、受信ＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を光分波部２３８に出力する。光分波部２３８は、入力されたＷＤＭ光信号をｎ個の受信光信号Ｌ１’−１、・・・、Ｌ１’−ｎに分波し、対応する光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎに出力する。光受信機１２０−１、・・・、１２０−ｎは、それぞれ入力された受信光信号を受信する。

またＷＤＭフィルタ部２３５は、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎが波長多重されたＷＤＭ光信号に対応するＷＤＭ光信号を、ブースタ光増幅部２３３に出力する。ブースタ光増幅部２３３は、入力されたＷＤＭ光信号を高出力光増幅し、光増幅装置２０ｚからの出力として、高出力光増幅された送信ＷＤＭ光信号Ｗ２を出力する。

このような構成によっても、第１０の実施形態と同様な効果が実現できる。また本変形例によれば、第８の実施形態の第１及び第３の変形例と同様、送信光信号Ｌ２’−１、・・・、Ｌ２’−ｎは、プリ光増幅部２３２、ポスト光増幅部２４０及びブースタ光増幅部２３３により３段階に光増幅されて出力されるため、光通信装置の送信電力を向上させることができる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

＜付記＞
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。以下、本発明における光増幅装置などの概略を説明する。但し、本発明は、以下の構成に限定されない。
（付記１）
受信光信号の低雑音光増幅を行う低雑音光増幅部と、
低雑音光増幅された受信光信号とゲインクランプ光を波長多重したＷＤＭ光信号を生成する光合波部と、
前記ＷＤＭ光信号の光増幅を行う第１のポスト光増幅部と、
前記第１のポスト光増幅部により光増幅されたＷＤＭ光信号から前記受信光信号に対応する光信号を通過させる光フィルタ部と、
送信光信号が光増幅された光信号を高出力光増幅するブースタ光増幅部と、
を有する光増幅装置。
（付記２）
前記ゲインクランプ光として、前記送信光信号が用いられ、
前記光フィルタ部は、前記ＷＤＭ光信号から前記送信光信号が光増幅された光信号を分波し、前記ブースタ光増幅部に向けて出力する、
付記１に記載の光増幅装置。
（付記３）
前記ゲインクランプ光は、複数の送信光信号を波長多重した光信号であり、
前記光フィルタ部により受信光信号の波長成分が除去された光信号を、前記複数の送信光信号に対応する複数の光信号に分波する光分波部を有し、
前記ブースタ光増幅部は、前記複数の送信光信号に対応する複数の光信号をそれぞれ高出力光増幅する複数のブースタ光増幅部を有する、
付記１に記載の光増幅装置。
（付記４）
前記ゲインクランプ光は、複数の送信光信号を波長多重した光信号であり、
前記ブースタ光増幅部は、前記光フィルタ部で受信光信号の波長成分が除去された、前記複数の送信光信号を波長多重した光信号に対応する光信号を一括に高出力光増幅する、
付記１に記載の光増幅装置。
（付記５）
前記光フィルタ部を通過した光信号を光増幅する第２のポスト光増幅部を有する、付記１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
（付記６）
前記第１のポスト光増幅部の出力を光増幅して前記光フィルタ部に出力する第３のポスト光増幅部を有する、付記１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
（付記７）
前記受信光信号は、複数の光信号が波長多重された光信号であり、
前記光フィルタ部を通過した光信号を、前記複数の受信光信号にそれぞれ対応する光信号に分波する光分波部を有する、
付記１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
（付記８）
前記受信光信号は、複数の光信号が波長多重された光信号であり、
前記光フィルタ部は、前記受信光信号に対応する光信号を、前記複数の受信光信号にそれぞれ対応する光信号に分波する、
付記１から３に記載の光増幅装置。
（付記９）
付記１に記載の光増幅装置と、
前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、
前記光増幅装置に送信光信号を送信する光送信機と、
を有し、
前記光増幅装置は、前記送信光信号を光増幅するプリ光増幅部を有する、
光通信装置。
（付記１０）
前記光送信機は、前記ゲインクランプ光を生成し前記光合波部に出力する、付記９の光通信装置。
（付記１１）
付記２に記載の光増幅装置と、
前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、
前記送信光信号を前記光合波部に送信する光送信機と、
を有する、
光通信装置。
（付記１２）
付記３又は４に記載の光増幅装置と、
前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、
前記複数の送信光信号をそれぞれ送信する複数の光送信機と、
を有する、
光通信装置。
（付記１３）
付記６に記載の光増幅装置と、
前記第２のポスト光増幅部により光増幅された光信号を受信する光受信機と、
前記送信光信号を送信する１以上の光送信機と、
を有する、
光通信装置。
（付記１４）
付記７に記載の光増幅装置と、
前記分波部から出力される前記複数の光信号をそれぞれ受信する複数の光受信機と、
前記送信光信号を送信する１以上の光送信機と、
を有する、
光通信装置。
（付記１５）
付記８に記載の光増幅装置と、
前記光フィルタ部から出力される前記複数の光信号をそれぞれ受信する複数の光受信機と、
前記送信光信号を送信する１以上の光送信機と、
を有する、
光通信装置。

本発明は、例えば、衛星間の光空間通信システムや、地上衛星間の光空間通信システム、地上の光空間通信システムに利用可能である。

１、２ 光通信装置
１０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ 光送受信装置
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｆ 光増幅装置
２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ 光増幅装置
２０ｌ、２０ｍ、２０ｎ、２０ｏ、２０ｐ 光増幅装置
２０ｑ、２０ｒ、２０ｓ、２０ｔ、２０ｕ 光増幅装置
２０ｖ、２０ｗ、２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ 光増幅装置
２１ 光増幅装置
３０ 光捕捉追尾装置
４０ 制御装置
５０ 光地上局用光通信装置
６０ 衛星搭載用光通信装置
１００ 光フィーダリンクシステム
１１０、１１０−１、１１０−ｎ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ 光送信機
１１１ 送信レーザ部
１１２ 光分岐部
１１３ 位相変調部
１１４ 強度変調部
１２０、１２０−１、１２０−ｎ 光受信機
２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｚ 低雑音光増幅器
２１１ 低雑音光増幅部
２１２ ポスト光増幅部
２１３ 光フィルタ部
２１４ 光合波部
２１５ ゲインクランプ光生成部
２１６ 光フィルタ部
２１７ 光合波部
２１８ 光フィルタ部
２２０、２２０ｂ 高出力光増幅器
２２１ プリ光増幅部
２２２ ブースタ光増幅部
２２３ 光合波部
２３１ 低雑音光増幅部
２３２ プリ光増幅部
２３３、２３３−１、２３３−ｎ ブースタ光増幅部
２３４、２３５ ＷＤＭフィルタ部
２３６ 光合波部
２３７、２３８ 光分波部
２３９ 光フィルタ部
２４０、２４０−１、２４０−ｎ ポスト光増幅部

Claims (10)

1. 受信光信号の低雑音光増幅を行う低雑音光増幅部と、
   低雑音光増幅された受信光信号とゲインクランプ光を波長多重したＷＤＭ光信号を生成する光合波部と、
   前記ＷＤＭ光信号の光増幅を行う第１のポスト光増幅部と、
   前記第１のポスト光増幅部により光増幅されたＷＤＭ光信号から前記受信光信号に対応する光信号を通過させる光フィルタ部と、
   送信光信号が光増幅された光信号を高出力光増幅するブースタ光増幅部と、
   を有する光増幅装置。
2. 前記ゲインクランプ光として、前記送信光信号が用いられ、
   前記光フィルタ部は、前記ＷＤＭ光信号から前記送信光信号が光増幅された光信号を分波し、前記ブースタ光増幅部に向けて出力する、
   請求項１に記載の光増幅装置。
3. 前記ゲインクランプ光は、複数の送信光信号を波長多重した光信号であり、
   前記光フィルタ部により受信光信号の波長成分が除去された光信号を、前記複数の送信光信号に対応する複数の光信号に分波する光分波部を有し、
   前記ブースタ光増幅部は、前記複数の送信光信号に対応する複数の光信号をそれぞれ高出力光増幅する複数のブースタ光増幅部を有する、
   請求項１に記載の光増幅装置。
4. 前記ゲインクランプ光は、複数の送信光信号を波長多重した光信号であり、
   前記ブースタ光増幅部は、前記光フィルタ部で受信光信号の波長成分が除去された、前記複数の送信光信号を波長多重した光信号に対応する光信号を一括に高出力光増幅する、
   請求項１に記載の光増幅装置。
5. 前記光フィルタ部を通過した光信号を光増幅する第２のポスト光増幅部を有する、請求項１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
6. 前記第１のポスト光増幅部の出力を光増幅して前記光フィルタ部に出力する第３のポスト光増幅部を有する、請求項１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
7. 前記受信光信号は、複数の光信号が波長多重された光信号であり、
   前記光フィルタ部を通過した光信号を、前記複数の受信光信号にそれぞれ対応する光信号に分波する光分波部を有する、
   請求項１から４のいずれかに記載の光増幅装置。
8. 前記受信光信号は、複数の光信号が波長多重された光信号であり、
   前記光フィルタ部は、前記受信光信号に対応する光信号を、前記複数の光信号に対応する光信号に分波する、
   請求項１から３に記載の光増幅装置。
9. 請求項１に記載の光増幅装置と、
   前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、
   前記光増幅装置に送信光信号を送信する光送信機と、
   を有し、
   前記光増幅装置は、前記送信光信号を光増幅するプリ光増幅部を有する、
   光通信装置。
10. 請求項２に記載の光増幅装置と、
    前記光フィルタ部を通過した光信号を受信する光受信機と、
    前記光合波部に前記送信光信号を送信する光送信機と、
    を有する、
    光通信装置。

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