JP2022077675A - 光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラマン増幅機能を有しない光伝送装置に対して、ラマン増幅機能を追加するための特別な構成部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、ラマン増幅機能を追加する光伝送装置を提供する。【解決手段】光伝送装置１００＃は、光コネクタ１１２及び光コネクタ１３１を光ファイバで接続することで、受信光増幅部１１０で信号光から分離された監視光を受信光増幅部１１０からＯＳＣ光受信部１３０に送る初期状態と、光コネクタ１１２及び光コネクタ１３１の間に、光ファイバ１０３、１０４を用いてラマン制御部１４０を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作する。ラマン制御部１４０は、監視光から分離されたＯＳＣ光のレベルである光レベルを測定するＯＳＣ光レベル測定部１４５と、その光レベルに応じて励起光源１４７を制御する光源制御部１４６と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、光伝送装置に関する。

波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）された光信号を長距離伝送する波長多重光伝送装置では、伝送路の伝搬に伴うレベル低下を補償するために、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ－Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が一般的に用いられている。一方で、光増幅に伴いＥＤＦＡから放出されるＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光により、信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が劣化する。ＯＳＮＲが規定値を下回ると、受信器による再生が行えず、伝送距離が制限される要因となる。また、波長あたりの伝送速度が高速化するにつれて、再生に必要なＯＳＮＲがより高くなり、その結果、伝送距離がより制限される。

伝送路への出力光レベルを高くし、受信光増幅器への入力光レベルを高くすることで、受信光増幅器におけるＯＳＮＲの劣化を抑制することができる。
しかしながら、伝送路への出力光レベルが高くなるにつれて、非線形光学効果による波形の劣化が増大してしまうため、この方法ではＯＳＮＲの改善量に限界が有る。

このため、伝送路中で信号光の光増幅を行い、受信光増幅器への入力光レベルを高くすることでＯＳＮＲを改善するラマン増幅器が利用されている。
しかしながら、ラマン増幅器は、専用の励起光源が必要となり、初期導入時のコストが増加する課題がある。また、ラマン増幅器を備えていない光伝送装置に対してラマン増幅器を追加する場合は、伝送路と受信光増幅部との間にラマン増幅器を挿入する必要があり、回線の迂回作業が必要となり、保守運用者に負担がかかる。

以上のような状況において、特許文献１には、初期導入時は、ＥＤＦＡのみを用いて導入コストを抑制しつつ、後にラマン増幅機能を追加できる光伝送装置が示されている。

特開２００６－２７９６１０号公報

しかしながら、従来の技術では、ラマン増幅機能を追加するための構成部品が予め備えられている必要があり、その分初期導入コストが増加する課題があった。

そこで、本開示の一又は複数の態様は、ラマン増幅機能を有しない光伝送装置に対して、ラマン増幅機能を追加するための特別な構成部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、容易にラマン増幅機能を追加できるようにすることを目的とする。

本開示の第１の態様に係る光伝送装置は、信号光からＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）光を含む監視光及び主信号光を分離して、前記主信号光を増幅する受信光増幅部と、少なくとも前記ＯＳＣ光を受ける入力接続ポートを備えるＯＳＣ光受信部と、を備える光伝送装置であって、前記受信光増幅部は、伝送路に接続され、前記信号光を受ける第１の接続ポートと、前記信号光を前記監視光及び前記主信号光に分離する第１の波長分離フィルタと、前記主信号光を増幅する光増幅器と、前記監視光を出力する第２の接続ポートと、を備え、前記光伝送装置は、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートを光ファイバで接続することで、前記監視光を前記受信光増幅部から前記ＯＳＣ光受信部に送る初期状態と、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートの間に、光ファイバを用いてラマン制御部を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作し、前記ラマン制御部は、前記監視光を受ける第３の接続ポートと、前記監視光を前記ＯＳＣ光及び励起光に分離する第２の波長分離フィルタと、前記ＯＳＣ光のレベルである光レベルを測定するＯＳＣ光レベル測定部と、前記伝送路において前記信号光を増幅する励起光源と、前記光レベルに応じて前記励起光源を制御する光源制御部と、前記ＯＳＣ光を出力する第４の接続ポートと、を備え、前記ラマン増幅機能追加状態では、前記第２の接続ポート及び前記第３の接続ポートが光ファイバで接続され、前記第４の接続ポート及び前記入力接続ポートが光ファイバで接続されていることを特徴とする。

本開示の第２の態様に係る光伝送装置は、信号光からＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）光を含む監視光及び主信号光を分離して、前記主信号光を増幅する受信光増幅部と、少なくとも前記ＯＳＣ光を受ける入力接続ポートを備えるＯＳＣ光受信部と、を備える光伝送装置であって、前記受信光増幅部は、伝送路に接続され、前記信号光を受ける第１の接続ポートと、前記信号光を前記監視光及び前記主信号光に分離する第１の波長分離フィルタと、前記主信号光の帯域毎の光レベルを測定する波長毎光レベル測定部と、前記主信号光を増幅する光増幅器と、前記監視光を出力する第２の接続ポートと、前記光レベルを示す光レベル信号を出力する出力インターフェースと、を備え、前記光伝送装置は、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートを光ファイバで接続することで、前記監視光を前記受信光増幅部から前記ＯＳＣ光受信部に送る初期状態と、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートの間に、光ファイバを用いてラマン制御部を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作し、前記ラマン制御部は、前記監視光を受ける第３の接続ポートと、前記監視光を前記ＯＳＣ光及び励起光に分離する第２の波長分離フィルタと、前記光レベルを示す光レベル信号を受ける入力インターフェースと、前記伝送路において前記信号光を増幅する励起光源と、前記光レベルに応じて前記励起光源を制御する光源制御部と、前記ＯＳＣ光を出力する第４の接続ポートと、を備え、前記ラマン増幅機能追加状態では、前記第２の接続ポート及び前記第３の接続ポートが光ファイバで接続され、前記第４の接続ポート及び前記入力接続ポートが光ファイバで接続されていることを特徴とする。

本開示の一又は複数の態様によれば、ラマン増幅機能を有しない光伝送装置に対して、ラマン増幅機能を追加するための特別な構成部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、容易にラマン増幅機能を追加することができる。

実施の形態１に係る光伝送装置の初期導入時の要部構成例を示すブロック図である。 実施の形態１において、ラマン増幅機能を追加した光伝送装置の要部構成例を示すブロック図である。 ハードウェア構成例を示すブロック図である。 実施の形態１における信号光の波長配置及び波長分離フィルタの分離波長の設定例を示すグラフである。 光伝送装置にラマン増幅機能を追加する手順を示すフローチャートである。 （Ａ）～（Ｄ）は、実施の形態１の効果を説明するためのグラフである。 実施の形態２に係る光伝送装置の初期導入時の要部構成例を示すブロック図である。 実施の形態２において、ラマン増幅機能を追加した光伝送装置の要部構成例を示すブロック図である。 光伝送装置にラマン増幅機能を追加する手順を示すフローチャートである。 （Ａ）～（Ｄ）は、実施の形態２の効果を説明するためのグラフである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光伝送装置１００の初期導入時の要部構成例を示すブロック図である。
図１に示されているように、光伝送装置１００は、初期状態において、受信光増幅部１１０と、ＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）光受信部１３０とを備えている。

受信光増幅部１１０は、伝送路１０１から受けた信号光からＯＳＣ光を含む監視光及び主信号光を分離して、その主信号光を増幅する。そして、受信光増幅部１１０は、処理後の主信号光である出力信号光を、例えば、図示しない送信光増幅部又は光合分波部といった後段の装置へ出力する。
また、受信光増幅部１１０は、分離された監視光をＯＳＣ光受信部１３０へ出力する。
ＯＳＣ光受信部１３０は、少なくとも監視光に含まれているＯＳＣ光を受ける入力接続ポートである光コネクタ１３１を備える。

受信光増幅部１１０は、光コネクタ１１１、１１２、１１３と、波長分離フィルタ１１４と、光増幅器１１５と、可変減衰器１１６と、分岐器１１７と、光レベル測定部１１８と、可変減衰器制御部１１９とを備える。

光コネクタ１１１は、光伝送路である伝送路１０１に接続された接続ポートである。光コネクタ１１１を、第１の接続ポートともいう。光コネクタ１１１は、伝送路１０１から信号光を受ける。
波長分離フィルタ１１４は、受けた信号光を、ＯＳＣ光を含む監視光と、主信号光とに分離するフィルタである。ここで、ＯＳＣ光は、主信号光の帯域よりも短波長側に設定されているものとする。波長分離フィルタ１１４は、主信号光の帯域を含む長波帯域の光を、光増幅器１１５方向へ、ＯＳＣ光の帯域を含む短波帯域の光を、光コネクタ１１２の方向へ分離する。波長分離フィルタ１１４を、第１の波長分離フィルタともいう。

光コネクタ１１２は、監視光を出力する接続ポートである。光コネクタ１１２を第２の接続ポートともいう。
光増幅器１１５は、主信号光を増幅して、増幅主信号光として出力する。

可変減衰器１１６は、増幅主信号光の出力レベルを減衰する。例えば、可変減衰器１１６は、増幅主信号光の減衰量を任意の値に変更することで、出力信号光とすることのできる減衰器である。
分岐器１１７は、出力信号光を２系統に分岐し、出力する。

光レベル測定部１１８は、可変減衰器１１６で処理された増幅主信号光である出力信号光の光レベルである出力光レベルを測定する。ここでは、光レベル測定部１１８は、出力信号光のトータルの光レベルを測定する。光レベル測定部１１８は、例えば、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）等を用いて実現することが可能である。

可変減衰器制御部１１９は、光レベル測定部１１８の測定結果に応じて可変減衰器１１６を制御する。言い換えると、可変減衰器制御部１１９は、光レベル測定部１１８で測定された出力光レベルに応じて可変減衰器１１６を制御する。
例えば、可変減衰器制御部１１９は、励起光源１４７が停止している際に光レベル測定部１１８で測定された出力光レベルと、励起光源１４７が動作している際に光レベル測定部１１８で測定された出力光レベルとの差分が予め定められた閾値未満となるように、可変減衰器１１６を制御する。
光コネクタ１１３は、後段装置との接続ポートである。

図２は、実施の形態１において、ラマン増幅機能を追加した光伝送装置１００＃の要部構成例を示すブロック図である。
図２に示されている光伝送装置１００＃は、図１に示されている光伝送装置１００に、ラマン制御部１４０を追加したものである。

ラマン制御部１４０は、光コネクタ１４１、１４２と、波長分離フィルタ１４３と、分岐器１４４と、ＯＳＣ光レベル測定部１４５と、光源制御部１４６と、励起光源１４７とを備える。

光コネクタ１４１は、受信光増幅部１１０と接続され、監視光を受ける接続ポートである。光コネクタ１４１を第３の接続ポートともいう。

波長分離フィルタ１４３は、ＯＳＣ光の帯域を含む長波帯域の光を光コネクタ１４２の方向へ、励起光であるラマン励起光の帯域を含む短波帯域の光を励起光源１４７の方向へ分離するフィルタであり、受けた監視光に含まれるＯＳＣ光とラマン励起光の反射成分を分離し、かつ、励起光源１４７から出力されるラマン励起光をコネクタ１４１方向へ分離し、伝送路１０１へ出力するものである。ここで、ＯＳＣ光は、ラマン励起光の波長帯よりも長波長側に設定されているものとする。波長分離フィルタ１４３を、第２の波長分離フィルタともいう。

分岐器１４４は、ＯＳＣ光を２系統に分岐し、出力する。
光コネクタ１４２は、ＯＳＣ光受信部１３０と接続され、ＯＳＣ光を出力する接続ポートである。光コネクタ１４２を、第４の接続ポートともいう。
ＯＳＣ光レベル測定部１４５は、ＯＳＣ光の光レベルを測定する。ここでは、ＯＳＣ光レベル測定部１４５は、ＯＳＣ光のトータルの光レベルを測定する。ＯＳＣ光レベル測定部１４５は、例えば、ＰＤ等を用いて実現することが可能である。ＯＳＣ光レベル測定部１４５で測定される光レベルをＯＳＣ光レベルともいう。

光源制御部１４６は、ＯＳＣ光レベル測定部１４５の測定結果に応じて、励起光源１４７を制御する。
例えば、光源制御部１４６は、励起光源１４７が停止している際にＯＳＣ光レベル測定部１４５で測定された光レベルと、励起光源１４７が動作している際にＯＳＣ光レベル測定部１４５で測定された光レベルとの差分が制御目標範囲内となるように、励起光源１４７のラマン増幅利得を制御する。

励起光源１４７は、伝送路１０１において信号光を増幅する。例えば、励起光源１４７は、励起光を生成して、その励起光を伝送路１０１に出力することで、増幅を実行する。

ラマン制御部１４０が接続される場合には、光コネクタ１１２及び光コネクタ１４１が光ファイバ１０３で接続され、光コネクタ１４２及び光コネクタ１３１が光ファイバ１０４で接続される。

以上のように、実施の形態１に係る光伝送装置１００は、光コネクタ１１２及び光コネクタ１３１を光ファイバ１０２で接続することで、監視光を受信光増幅部１１０からＯＳＣ光受信部１３０に送る初期状態と、光コネクタ１１２及び光コネクタ１３１の間に、光ファイバ１０３、１０４を用いてラマン制御部１４０を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作する。

なお、可変減衰器制御部１１９及び光源制御部１４６の各々は、図３に示されているように、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のプロセッサ１０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されるメモリ１１とにより実現することが可能である。
プロセッサ１０は、メモリ１１に記憶されているプログラムを実行することで、可変減衰器制御部１１９又は光源制御部１４６として機能する。

図４は、実施の形態１における信号光の波長配置及び波長分離フィルタの分離波長の設定例を示すグラフである。
図４に示されている波長λ１は、波長分離フィルタ１１４の分離波長である。また、波長λ２は、波長分離フィルタ１４３の分離波長である。
図４に示されているように、ＯＳＣ光の波長帯は、主信号光の波長帯よりも短波長側にされており、励起光の波長帯は、ＯＳＣ光の波長帯よりも短波長側にされている。

図５は、光伝送装置１００にラマン増幅機能を追加する手順を示すフローチャートである。
ここでは、運用中の信号光が有ることを前提とする。
まず、光伝送装置１００のユーザは、受信光増幅部１１０の光コネクタ１１２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間の光ファイバ１０２（図１参照）を抜去する（Ｓ１０）。

次に、ユーザは、図２に示されているように、受信光増幅部１１０の光コネクタ１１２と、ラマン制御部１４０の光コネクタ１４１との間を光ファイバ１０３で接続する（Ｓ１１）。

次に、ユーザは、ラマン制御部１４０の光コネクタ１４２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間を光ファイバ１０４で接続する（Ｓ１２）。ここでは、励起光源１４７は、励起光の出力を停止しているものとする。

次に、光レベル測定部１１８は、励起光停止時の主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）を測定する（Ｓ１３）。

次に、ＯＳＣ光レベル測定部１４５は、励起光停止時のＯＳＣ光レベルＰｏｓｃ（ＯＦＦ）を測定する（Ｓ１４）。

次に、光源制御部１４６は、励起光源１４７の強度を予め定められた値だけ高くする（Ｓ１５）。ここで、励起光源１４７の強度の増加幅は、主信号光レベルに影響を与えぬよう、極力小さくすることが望ましい。

次に、光レベル測定部１１８は、主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）を測定する（Ｓ１６）。

次に、可変減衰器制御部１１９は、ステップＳ１６で測定された主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）と、ステップＳ１３で測定された主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）との差分Ｘ（ｄＢ）を計算して、その差分Ｘ（ｄＢ）が、予め定められた閾値未満であるか否かを判断する（Ｓ１７）。その差分Ｘ（ｄＢ）が閾値未満である場合（Ｓ１７でＹｅｓ）は、処理はステップＳ１９に進み、その差分Ｘ（ｄＢ）が閾値以上である場合（Ｓ１７でＮｏ）には、処理はステップＳ１８に進む。ここで、閾値は主信号光へ影響を与えない程度のレベル変動量に設定する。

ステップＳ１８では、可変減衰器制御部１１９は、可変減衰器１１６の減衰量をＸ（ｄＢ）増加させる。その後、処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、ＯＳＣ光レベル測定部１４５は、ＯＳＣ光レベルＰｏｓｃ（ＯＮ）を測定する。

次に、光源制御部１４６は、ステップＳ１９で測定されたＯＳＣ光レベルＰｏｓｃ（ＯＮ）と、ステップＳ１４で測定されたＯＳＣ光レベルＰｏｓｃ（ＯＦＦ）との差分Ｙ（ｄＢ）を計算し、その差分Ｙ（ｄＢ）が制御目標範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２０）。その差分Ｙ（ｄＢ）が制御目標範囲内である場合（Ｓ２０でＹｅｓ）には、処理は終了し、その差分Ｙ（ｄＢ）が制御目標範囲外である場合（Ｓ２０でＮｏ）には、処理はステップＳ１５に戻る。

次に、本実施の形態により、運用中の主信号光に影響を与えることなく、ラマン増幅機能を追加し、ＯＳＮＲを改善することができる根拠を説明する。
図６（Ａ）は、励起光源１４７の励起光強度の時間変化を示すグラフである。図６（Ｂ）は、光レベル測定部１１８における主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）の時間変化を示すグラフである。図６（Ｃ）は、ＯＳＣ光レベル測定部１４５におけるＯＳＣ光レベルＰｏｓｃ（ＯＮ）の時間変化を示すグラフである。図６（Ｄ）は、受信光増幅部１１０の出力信号光のＯＳＮＲの時間変化を示すグラフである。

図６（Ａ）に示されているように励起光強度が増加するに伴い、伝送路１０１中でラマン増幅効果が発生し、図６（Ｂ）に示されているようにＰｏｕｔ（ＯＮ）が増加し、図６（Ｃ）に示されているようにＰｏｓｃ（ＯＮ）が増加する。また、光増幅器１１５への主信号光入力レベルが増加することで、図６（Ｄ）に示されているようにＯＳＮＲが改善する。

また、図６（Ｂ）に示されているように、Ｐｏｕｔ（ＯＮ）と、励起光停止時の主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）との差分Ｘ（ｄＢ）が閾値以上の値となった場合は、可変減衰器制御部１１９は、可変減衰器１１６を制御することで、光レベルの変化による主信号光への影響を防止することができる。

なお、図５のステップＳ１０において、ユーザが受信光増幅部１１０の光コネクタ１１２とＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１と間の光ファイバ１０２を抜去するため、一時的にＯＳＣ光が受信できない状態となる。しかしながら、例えば、リング構成をとることで別経路にてＯＳＣ光の受信状態を維持することで、監視への影響を防止することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、受信光増幅部１１０の光コネクタ１１２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間にラマン制御部１４０を接続し、励起光源１４７の強度を指定の値だけ上げながら、主信号光レベル（Ｐｏｕｔ）を可変減衰器１１６により制御し、かつＯＳＣ光レベル（Ｐｏｓｃ）を予め定められた値となるように制御することで、専用部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、ラマン増幅機能を追加することができる。

なお、ここでは、運用中の信号光が有る状態を前提として説明を行っているが、運用中の信号光が無い場合に、ラマン制御部１４０の接続が実施されてもよい。その場合、光レベル測定部１１８による主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）、Ｐｏｕｔ（ＯＦＦ）の測定、及び、可変減衰器１１６の制御は不要である。

なお、ここでは、励起光強度を一定の値で増加させる場合の例を説明しているが、測定結果に応じて励起光強度の増加量が変化されてもよい。

なお、ここでは、励起光源１４７が１つのみの場合の例を説明しているが、２つ以上の励起光源が備えられていてもよい。その場合、全ての励起光の波長をＯＳＣ光の波長よりも短波長側となるように設定する。

なお、可変減衰器１１６による主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）の制御は、光レベル測定部１１８による主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）の測定結果からラマン増幅に伴い発生するＡＳＥ光レベルを補正することで精度を上げてもよい。その場合、ラマン増幅に伴い発生するＡＳＥ光レベルは、ラマン増幅利得値に比例するため、例えば、事前にラマン増幅利得と、ＡＳＥ光レベルとの関係を測定しておくことで、設定されたラマン増幅利得値から発生するＡＳＥ光レベルを求めることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ＯＳＣ光レベルを用いてラマン増幅利得の調整が行われている。一方、近年の光伝送装置では、ＯＣＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ）等を用いて、伝送路からの受信光の波長毎の光レベルを監視できる構成が一般的となっている。そのような構成の場合は、受信光を増幅する部分にて測定された主信号光の帯域内の任意の帯域のＡＳＥ光レベルを用いて、ラマン増幅利得の調整が行われてもよい。

図７は、実施の形態２に係る光伝送装置２００の初期導入時の要部構成例を示すブロック図である。
図７に示されているように、光伝送装置２００は、初期状態において、受信光増幅部２１０と、ＯＳＣ光受信部１３０と、監視制御部２５０とを備えている。
実施の形態２では、受信光増幅部２１０で測定された主信号光の帯域内の任意の帯域のＡＳＥ光レベルを用いて、専用部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、ラマン増幅機能を追加する方式について説明する。

受信光増幅部２１０は、光コネクタ１１１、１１２、１１３と、波長分離フィルタ１１４と、光増幅器１１５と、可変減衰器１１６と、分岐器１１７と、光レベル測定部１１８と、可変減衰器制御部１１９と、分岐器２２０と、波長毎光レベル測定部２２１と、接続インターフェース（以下、接続Ｉ／Ｆという）２２２とを備える。

実施の形態２における受信光増幅部２１０の光コネクタ１１１、１１２、１１３、波長分離フィルタ１１４、光増幅器１１５、可変減衰器１１６、分岐器１１７、光レベル測定部１１８及び可変減衰器制御部１１９は、実施の形態１における受信光増幅部１１０の光コネクタ１１１、１１２、１１３、波長分離フィルタ１１４、光増幅器１１５、可変減衰器１１６、分岐器１１７、光レベル測定部１１８及び可変減衰器制御部１１９と同様である。

分岐器２２０は、波長分離フィルタ１１４で分離された主信号光を２系統に分岐し、出力する。
波長毎光レベル測定部２２１は、主信号光の帯域毎の光レベルを測定する。波長毎光レベル測定部２２１は、例えばＯＣＭを用いて実現することができる。ここで、波長毎光レベル測定部２２１は、主信号光の帯域内のＡＳＥ光の光レベルを測定する。

接続Ｉ／Ｆ２２２は、監視制御部２５０と接続するためのインターフェースである。監視制御部２５０と、接続Ｉ／Ｆ２２２とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等の通信線により接続される。接続Ｉ／Ｆ２２２は、波長毎光レベル測定部２２１で測定された光レベルを示す光レベル信号を出力する出力インターフェースである。
なお、波長毎光レベル測定部２２１は、測定された帯域毎の光レベルを接続Ｉ／Ｆ２２２を介して、監視制御部２５０に与える。

図８は、実施の形態２において、ラマン増幅機能を追加した光伝送装置２００＃の要部構成例を示すブロック図である。
図８に示されている光伝送装置２００＃は、図７に示されている光伝送装置２００に、ラマン制御部２４０を追加したものである。

ラマン制御部２４０は、光コネクタ１４１、１４２と、波長分離フィルタ１４３と、光源制御部２４６と、励起光源１４７と、接続Ｉ／Ｆ２４８とを備える。

実施の形態２におけるラマン制御部２４０の光コネクタ１４１、１４２、波長分離フィルタ１４３及び励起光源１４７は、実施の形態１におけるラマン制御部１４０の光コネクタ１４１、１４２、波長分離フィルタ１４３及び励起光源１４７と同様である。
なお、実施の形態２におけるラマン制御部２４０では、実施の形態１におけるラマン制御部１４０における分岐器１４４及びＯＳＣ光レベル測定部１４５が備えられていない。

接続Ｉ／Ｆ２４８は、監視制御部２５０と接続するためのインターフェースである。監視制御部２５０と、接続Ｉ／Ｆ２４８とは、ＬＡＮケーブル等の通信線により接続される。接続Ｉ／Ｆ２４８は、波長毎光レベル測定部２２１で測定された光レベルを示す光レベル信号を受ける入力インターフェースである。

光源制御部２４６は、接続Ｉ／Ｆ２４８を介して、波長毎光レベル測定部２２１の測定結果を取得して、その測定結果に応じて励起光源１４７を制御する。
例えば、光源制御部２４６は、励起光源１４７が停止している際に波長毎光レベル測定部２２１で測定された光レベルと、励起光源１４７が動作している際に波長毎光レベル測定部２２１で測定された光レベルとの差分が制御目標範囲内となるように、励起光源１４７のラマン増幅利得を制御する。

監視制御部２５０は、光伝送装置２００における処理の全体を制御する制御部である。ここでは、監視制御部２５０は、受信光増幅部２１０の波長毎光レベル測定部２２１の測定結果を、ラマン制御部２４０の光源制御部２４６に与える。
なお、監視制御部２５０も、図３に示されているように、例えば、プロセッサ１０と、メモリ１１とにより実現することが可能である。

図９は、光伝送装置２００にラマン増幅機能を追加する手順を示すフローチャートである。
ここでは、運用中の信号光が有ることを前提とする。

まず、光伝送装置２００のユーザは、受信光増幅部２１０の光コネクタ１１２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間の光ファイバ１０２（図７参照）を抜去する（Ｓ３０）。

次に、ユーザは、図８に示されているように、受信光増幅部２１０の光コネクタ１１２と、ラマン制御部２４０の光コネクタ１４１との間を光ファイバ１０３で接続する（Ｓ３１）。

次に、ユーザは、ラマン制御部２４０の光コネクタ１４２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間を光ファイバ１０４で接続する（Ｓ３２）。
この際、ユーザは、接続Ｉ／Ｆ２４８に、監視制御部２５０と通信するための通信線１０５を接続する。
なお、ここでは、励起光源１４７は、励起光の出力を停止しているものとする。

次に、光レベル測定部１１８は、励起光停止時の主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）を測定する（Ｓ３３）。

次に、波長毎光レベル測定部２２１は、励起光停止時の主信号光の帯域内の任意の帯域のＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＦＦ）を測定する（Ｓ３４）。ここで、波長毎光レベル測定部２１１は、その測定結果を、接続Ｉ／Ｆ２２２を介して、監視制御部２５０に送信する。

次に、光源制御部２４６は、励起光源１４７の強度を予め定められた値だけ高くする（Ｓ３５）。ここで、励起光源１４７の強度の増加幅は、主信号光レベルに影響を与えぬよう、極力小さくすることが望ましい。

次に、光レベル測定部１１８は、主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）を測定する（Ｓ３６）。

次に、可変減衰器制御部１１９は、ステップＳ３６で測定された主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）と、ステップＳ３３で測定された主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）との差分Ｘ（ｄＢ）を計算して、その差分Ｘ（ｄＢ）が、予め定められた閾値未満であるか否かを判断する（Ｓ３７）。その差分Ｘ（ｄＢ）が閾値未満である場合（Ｓ３７でＹｅｓ）は、処理はステップＳ３９に進み、その差分Ｘ（ｄＢ）が閾値以上である場合（Ｓ３７でＮｏ）には、処理はステップＳ３８に進む。ここで、閾値は主信号光へ影響を与えない程度のレベル変動量に設定する。

ステップＳ３８では、可変減衰器制御部１１９は、可変減衰器１１６の減衰量をＸ（ｄＢ）増加させる。その後、処理はステップＳ３９に進む。

ステップＳ３９では、波長毎光レベル測定部２２１は、主信号光の帯域内の任意の帯域のＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＮ）を測定する（Ｓ３９）。ここで、波長毎光レベル測定部２１１は、その測定結果を、接続Ｉ／Ｆ２２２を介して、監視制御部２５０に送信する。

次に、光源制御部２４６は、ステップＳ３９で測定されたＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＮ）と、ステップＳ３４で測定されたＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＦＦ）とを、接続Ｉ／Ｆ２４８を介して、監視制御部２５０から取得して、ＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＮ）及びＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＦＦ）の差分Ｚ（ｄＢ）を計算し、その差分Ｚ（ｄＢ）が制御目標範囲内であるか否かを判断する（Ｓ４０）。その差分Ｚ（ｄＢ）が制御目標範囲内である場合（Ｓ４０でＹｅｓ）には、処理は終了し、その差分Ｚ（ｄＢ）が制御目標範囲外である場合（Ｓ４０でＮｏ）には、処理はステップＳ３５に戻る。

次に、本実施の形態により、運用中の主信号光に影響を与えること無く、ラマン増幅機能を追加し、信号品質を改善できる根拠を説明する。
図１０（Ａ）は、励起光源１４７の励起光強度の時間変化を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、光レベル測定部１１８における主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＮ）の時間変化を示すグラフである。図１０（Ｃ）は、ＡＳＥ光レベルＰａｓｅ（ＯＮ）の時間変化を示すグラフである。図１０（Ｄ）は、受信光増幅部２１０の出力信号光のＯＳＮＲの時間変化を示すグラフである。

図１０（Ａ）に示されているように励起光強度が増加するに伴い、伝送路１０１中でラマン増幅効果が発生し、図１０（Ｂ）に示されているようにＰｏｕｔ（ＯＮ）が増加し、図１０（Ｃ）に示されているようにＰａｓｅ（ＯＮ）が増加する。また、光増幅器１１５への主信号光入力レベルが増加することで、図１０（Ｄ）に示されているようにＯＳＮＲが改善する。

また、図１０（Ｂ）に示されているように、Ｐｏｕｔ（ＯＮ）と、励起光停止時の主信号光レベルＰｏｕｔ（ＯＦＦ）との差分Ｘ（ｄＢ）が閾値以上高い値となった場合は、可変減衰器制御部１１９は、可変減衰器１１６を制御することで、主信号光の光レベルの変化による主信号光への影響を防止することができる。

以上のように、実施の形態２によれば、受信光増幅部２１０の光コネクタ１１２と、ＯＳＣ光受信部１３０の光コネクタ１３１との間にラマン制御部２４０を接続し、励起光源１４７の強度を予め定められた値だけ上げながら、主信号光レベル（Ｐｏｕｔ）を可変減衰器１１６により制御し、かつ、ＡＳＥ光レベル（Ｐａｓｅ）を予め定められた値となるように制御することで、専用部品を必要とせず、運用中の主信号光へ影響を与えず、ラマン増幅機能を追加することができる。

なお、実施の形態２では、ＡＳＥ光をモニタする帯域に、図示しない前段ノードの光増幅器から放出されるＡＳＥ光が含まれる場合を前提とした例を記載しているが、前段ノードの光増幅器から放出されるＡＳＥ光が含まれず、かつ、ラマン増幅に伴い発生するＡＳＥ光のみが含まれる帯域がモニタされてもよい。その場合は、励起光なしの場合のＡＳＥ光レベル（Ｐａｓｅ）の測定は不要であり、励起光出力時のＡＳＥ光レベルの測定のみでラマン増幅利得の調整が可能である。

１００，２００ 光伝送装置、 １０１ 伝送路、 １０２，１０３，１０４ 光ファイバ、 １０５ 通信線、 １１０，１１０＃，２１０，２１０＃ 受信光増幅部、 １１１，１１２，１１３ 光コネクタ、 １１４ 波長分離フィルタ、 １１５ 光増幅器、 １１６ 可変減衰器、 １１７ 分岐器、 １１８ 光レベル測定部、 １１９ 可変減衰器制御部、 ２２０ 分岐器、 ２２１ 波長毎光レベル測定部、 ２２２ 接続Ｉ／Ｆ、 １３０ ＯＳＣ光受信部、 １３１ 光コネクタ、 １４０，２４０ ラマン制御部、 １４１，１４２ 光コネクタ、 １４３ 波長分離フィルタ、 １４４ 分岐器、 １４５ ＯＳＣ光レベル測定部、 １４６，２４６ 光源制御部、 １４７ 励起光源、 ２４８ 接続Ｉ／Ｆ、 ２５０ 監視制御部。

Claims (11)

1. 信号光からＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）光を含む監視光及び主信号光を分離して、前記主信号光を増幅する受信光増幅部と、
   少なくとも前記ＯＳＣ光を受ける入力接続ポートを備えるＯＳＣ光受信部と、を備える光伝送装置であって、
   前記受信光増幅部は、
   伝送路に接続され、前記信号光を受ける第１の接続ポートと、
   前記信号光を前記監視光及び前記主信号光に分離する第１の波長分離フィルタと、
   前記主信号光を増幅する光増幅器と、
   前記監視光を出力する第２の接続ポートと、を備え、
   前記光伝送装置は、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートを光ファイバで接続することで、前記監視光を前記受信光増幅部から前記ＯＳＣ光受信部に送る初期状態と、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートの間に、光ファイバを用いてラマン制御部を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作し、
   前記ラマン制御部は、
   前記監視光を受ける第３の接続ポートと、
   前記監視光を前記ＯＳＣ光及び励起光に分離する第２の波長分離フィルタと、
   前記ＯＳＣ光のレベルである光レベルを測定するＯＳＣ光レベル測定部と、
   前記伝送路において前記信号光を増幅する励起光源と、
   前記光レベルに応じて前記励起光源を制御する光源制御部と、
   前記ＯＳＣ光を出力する第４の接続ポートと、を備え、
   前記ラマン増幅機能追加状態では、前記第２の接続ポート及び前記第３の接続ポートが光ファイバで接続され、前記第４の接続ポート及び前記入力接続ポートが光ファイバで接続されていること
   を特徴とする光伝送装置。
2. 前記ＯＳＣ光の波長帯は、前記主信号光の波長帯よりも短波長側にされており、
   前記励起光の波長帯は、前記ＯＳＣ光の波長帯よりも短波長側にされていること
   を特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記光源制御部は、前記励起光源が停止している際に前記ＯＳＣ光レベル測定部で測定された光レベルと、前記励起光源が動作している際に前記ＯＳＣ光レベル測定部で測定された光レベルとの差分が制御目標範囲内となるように、前記励起光源のラマン増幅利得を制御すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送装置。
4. 前記受信光増幅部は、
   前記光増幅器で増幅された前記主信号光である増幅主信号光の出力レベルを減衰する可変減衰器と、
   前記可変減衰器で処理された前記増幅主信号光の光レベルである出力光レベルを測定する光レベル測定部と、
   前記出力光レベルに応じて前記可変減衰器を制御する可変減衰器制御部と、をさらに備えること
   を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の光伝送装置。
5. 前記可変減衰器制御部は、前記励起光源が停止している際に前記光レベル測定部で測定された出力光レベルと、前記励起光源が動作している際に前記光レベル測定部で測定された出力光レベルとの差分が予め定められた閾値未満となるように、前記可変減衰器を制御すること
   を特徴とする請求項４に記載の光伝送装置。
6. 信号光からＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）光を含む監視光及び主信号光を分離して、前記主信号光を増幅する受信光増幅部と、
   少なくとも前記ＯＳＣ光を受ける入力接続ポートを備えるＯＳＣ光受信部と、を備える光伝送装置であって、
   前記受信光増幅部は、
   伝送路に接続され、前記信号光を受ける第１の接続ポートと、
   前記信号光を前記監視光及び前記主信号光に分離する第１の波長分離フィルタと、
   前記主信号光の帯域毎の光レベルを測定する波長毎光レベル測定部と、
   前記主信号光を増幅する光増幅器と、
   前記監視光を出力する第２の接続ポートと、
   前記光レベルを示す光レベル信号を出力する出力インターフェースと、を備え、
   前記光伝送装置は、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートを光ファイバで接続することで、前記監視光を前記受信光増幅部から前記ＯＳＣ光受信部に送る初期状態と、前記入力接続ポート及び前記第２の接続ポートの間に、光ファイバを用いてラマン制御部を接続したラマン増幅機能追加状態との２つの接続状態から選択された１つの接続状態で動作し、
   前記ラマン制御部は、
   前記監視光を受ける第３の接続ポートと、
   前記監視光を前記ＯＳＣ光及び励起光に分離する第２の波長分離フィルタと、
   前記光レベルを示す光レベル信号を受ける入力インターフェースと、
   前記伝送路において前記信号光を増幅する励起光源と、
   前記光レベルに応じて前記励起光源を制御する光源制御部と、
   前記ＯＳＣ光を出力する第４の接続ポートと、を備え、
   前記ラマン増幅機能追加状態では、前記第２の接続ポート及び前記第３の接続ポートが光ファイバで接続され、前記第４の接続ポート及び前記入力接続ポートが光ファイバで接続されていること
   を特徴とする光伝送装置。
7. 前記ＯＳＣ光の波長帯は、前記主信号光の波長帯よりも短波長側にされており、
   前記励起光の波長帯は、前記ＯＳＣ光の波長帯よりも短波長側にされていること
   を特徴とする請求項６に記載の光伝送装置。
8. 前記光源制御部は、前記励起光源が停止している際に前記波長毎光レベル測定部で測定された光レベルと、前記励起光源が動作している際に前記波長毎光レベル測定部で測定された光レベルとの差分が制御目標範囲内となるように、前記励起光源のラマン増幅利得を制御すること
   を特徴とする請求項６又は７に記載の光伝送装置。
9. 前記受信光増幅部は、
   前記光増幅器で増幅された前記主信号光である増幅主信号光の出力レベルを減衰する可変減衰器と、
   前記可変減衰器で処理された前記増幅主信号光の光レベルである出力光レベルを測定する光レベル測定部と、
   前記出力光レベルに応じて前記可変減衰器を制御する可変減衰器制御部と、をさらに備えること
   を特徴とする請求項６から８の何れか一項に記載の光伝送装置。
10. 前記可変減衰器制御部は、前記励起光源が停止している際に前記光レベル測定部で測定された出力光レベルと、前記励起光源が動作している際に前記光レベル測定部で測定された出力光レベルとの差分が予め定められた閾値未満となるように、前記可変減衰器を制御すること
    を特徴とする請求項９に記載の光伝送装置。
11. 前記波長毎光レベル測定部は、前記主信号光の帯域内のＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光の光レベルを測定すること
    を特徴とする請求項６から１０の何れか一項に記載の光伝送装置。

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