JP3588435B2 - 光増幅装置、複合光増幅装置および光通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムの中継局や光分岐・挿入装置に使用される光増幅装置において、光伝送路の損失波長特性を補償することによって光信号対雑音比を改善する光増幅装置および複合光増幅装置に関する。そして、これらの装置を用いた光通信システムに関する。
将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、超長距離でかつ大容量の光通信装置が要求されている。この大容量化を実現する方式として、波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、以下、「ＷＤＭ」と略記する。）方式が、光ファイバの広帯域・大容量性を有効利用できるなどの有利な点から研究開発が進められている。
【０００２】
【従来の技術】
ＷＤＭ方式光信号を採用する光通信システムは、互いに波長の異なる複数の光信号を波長分割多重してなるＷＤＭ方式光信号を生成して送り出す光送信局と、送り出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路と、伝送されたＷＤＭ方式光信号を受ける光受信局とを備える。さらに、伝送距離を長くするために光増幅器を有する中継局が光伝送路の途中に１個または複数個設けられる。
【０００３】
このような光通信システムにおいて、伝送距離は、中継局における光増幅器の利得波長特性に基づく利得ばらつき（ゲインインバランス）によって制限される。これは、伝送距離を長距離化するために中継局が縦属接続されると、各中継局における光増幅器で生じる利得傾斜が累積するので、ＷＤＭ方式光信号における低い光パワーのチャネルにおいては、光信号対雑音比（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ 、以下、「光ＳＮＲ」と略記する。）が劣化し、そして、ＷＤＭ方式光信号における高い光パワーのチャネルにおいては、非線形光学効果などにより波形が劣化するからである。
【０００４】
このため、従来は、ＷＤＭ方式光信号の全チャネルに亘って一定の利得を与えるように光増幅器を制御し、各チャネル間における光パワーの差が最小になるようにしてＷＤＭ方式光信号を伝送していた。
一方、近年の通信量の増大に対応するため、ＷＤＭ方式光信号の多重度が増加し広波長帯域化の傾向にある。
【０００５】
光ファイバなどの光伝送路には損失波長特性が存在し、このような広波長帯域化は、ＷＤＭ方式光信号における短波長側のチャネルと長波長側のチャネルとの間に従来よりも大きな損失差を与える。
例えば、１５５０ｎｍ帯における光ファイバの損失波長特性は、損失係数が−０．０００５ｄＢ／ｎｍ／ｋｍ程度であることが知られている。これによれば、ＷＤＭ方式光信号の波長帯域幅が２５ｎｍであってこのＷＤＭ方式光信号を１００ｋｍ伝送する場合では、最長波長側の損失は、最短波長側の損失に対して約１．２５ｄＢ大きくなる。
【０００６】
特に、１６００ｎｍを越えると光ファイバの損失波長特性は、−０．０００５ｄＢ／ｎｍ／ｋｍより大きくなり、最長波長側の損失と最短波長側の損失との差は、さらに拡大する。
【０００７】
そして、光ファイバなどの光伝送路を伝搬する光には、非線形光学現象の１つである誘導ラマン散乱が起こることが知られている。
この誘導ラマン散乱は、光伝送路中の光学フォノンとの相互作用によって短波長側の光パワーを長波長側に移行させることから、チャネル間の光パワーが不均一となってチャネル間に光パワーの差を生じさせる。
【０００８】
この誘導ラマン散乱によって最短波長のチャネルから失われる光パワーは、波長多重数、チャネル間隔および伝送距離などに依存することから、広波長帯域化または伝送距離の長距離化により、最長波長側のチャネルの光パワーと最短波長側のチャネルの光パワーとの差は、さらに拡大する。
例えば、ＷＤＭ方式光信号におけるチャネル間隔、波長多重数（チャネル数）、伝送距離、１チャネル当たりの送信光パワーをそれぞれ１００ＧＨｚ、３２チャンネル、１００ｋｍ、＋５ｄＢｍ／ｃｈとした場合では、誘導ラマン散乱による最長波長側のチャネルの光パワーと最短波長側のチャネルの光パワーとの差は、約１ｄＢになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、利得の波長依存性が最小になるように調整した光増幅器を用いてＷＤＭ方式光信号を伝送したとしても、ＷＤＭ方式光信号の広波長帯域化と伝送距離の長距離化によって、最長波長側のチャネルの光パワーと最短波長側のチャネルの光パワーとの間には、上述の光伝送路の損失波長特性と光伝送路の誘導ラマン散乱によって、差が生じるという問題がある。この差は、最長波長側のチャネルと最短波長側のチャネルの間における光ＳＮＲの差となって、伝送距離を制限するという問題になる。
【００１０】
そこで、本発明では、光伝送路の損失波長特性を利得波長特性で補償する光増幅装置および複合光増幅装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明では、光伝送路の損失波長特性を利得波長特性で補償する光増幅装置および複合光増幅装置を中継局における光増幅器として用いることにより、広波長帯域化および伝送距離の長距離化を可能にする光通信システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、課題を解決するための手段について、図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１ないし請求項８に記載の発明の原理構成を示す図である。
図２は、請求項１ないし請求項１３に記載の発明における利得波長特性と損失波長特性との関係を説明するための図である。図２の横軸は、波長を表し、縦軸は、利得を表す。
【００１２】
（請求項１）
図１において、請求項１に記載の発明の原理は、光伝送路１２へ射出される光をこの光伝送路１２が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅する光増幅装置１０を構成することにある。
請求項１に記載の発明は、光増幅装置１０がある波長帯域に亘る光を射出する場合に、この光における短波長側の損失と長波長側の損失との差を予め補償する発明である。
【００１３】
この損失差は、この光が射出される光伝送路１２を伝送する間に光伝送路１２の損失波長特性によって生じるものである。よって、上述の光増幅装置１０では、光増幅装置１０の利得波長特性を光伝送路１２の損失波長特性とほぼ逆特性にするので、この差を予め補償することができる。すなわち、光増幅装置１０の利得波長特性を波長（Ｘ軸）−利得（Ｙ軸）平面にグラフ化した場合に、光増幅装置１０の利得波長特性は、Ｘ軸に平行な或る直線に対し光伝送路１２の損失波長特性の形状とほぼ対称な形状となっている。
【００１４】
この原理は、以下に述べる請求項３ないし請求項１３に記載の発明においても同様である。
図２は、例えば、Ｃ−ｂａｎｄおよびＬ−ｂａｎｄの場合について記載したものである。図２（ａ）は、Ｃ−ｂａｎｄの利得補償の場合であり、図２（ｂ）は、Ｌ−ｂａｎｄの利得補償の場合である。光伝送路１２の損失は、伝送損失（ＷＤＬ）および誘導ラマン散乱による損失のみを考慮して計算した。
【００１５】
図２（ａ）および（ｂ）において、上の実線は光増幅装置１０の利得波長特性を示し、下の実線はＷＤＬおよび誘導ラマン散乱による光伝送路１２の損失波長特性を示す。そして、上の破線は誘導ラマン散乱による光伝送路１２の損失波長特性、下の破線はＷＤＬによる光伝送路１２の損失波長特性である。
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、光増幅装置１０の利得波長特性は、Ｘ軸に平行な或る直線に対し光伝送路１２の損失波長特性の形状とほぼ対称な形状となっている。
【００１６】
（請求項２）
図１において、請求項２に記載の発明の原理は、光伝送路１１から入射される光をこの光伝送路１１が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅する光増幅装置１０を構成することにある。
請求項２に記載の発明は、ある波長帯域に亘る光が光増幅装置１０に入射する場合に、この光における短波長側の損失と長波長側の損失との差を補償する発明である。
【００１７】
この損失差は、この光が光伝送路１１を伝送する間に光伝送路１１の損失波長特性によって生じるものである。よって、上述の光増幅装置１０では、図２に示すように、光増幅装置１０の利得波長特性を光伝送路１１の損失波長特性とほぼ逆特性にするので、この差を補償することができる。
以下、請求項１と請求項２とに記載する発明について詳しく説明する。
図１において、請求項１に記載の発明では、光を増幅する第１光増幅手段１５と、第１光増幅手段１５で増幅された光を減衰する光減衰手段１６と、光減衰手段１６で減衰された光を増幅して光伝送路１２に射出する第２光増幅手段１７と、光減衰手段１６の減衰量を光増幅装置１０の利得波長特性が光伝送路１２の損失波長特性を補償するように調整する制御手段１８とを備えて構成する。
【００１８】
図１において、請求項２に記載の発明では、光伝送路１１から入射される光を増幅する第１光増幅手段１５と、第１光増幅手段１５で増幅された光を減衰する光減衰手段１６と、光減衰手段１６で減衰された光を増幅する第２光増幅手段１７と、光減衰手段１６の減衰量を光増幅装置１０の利得波長特性が光伝送路１１の損失波長特性を補償するように調整する制御手段１８とを備えて構成する。
【００１９】
まず、光増幅手段の波長利得特性について説明する。
図３は、光増幅手段の利得と利得波長特性との関係を示す図である。
ここで、図３の横軸は、波長を表し、縦軸は、光増幅手段における出力光の光パワーを表す。
図３において、中央の曲線で示すように、光増幅手段の利得Ｇａ をある利得Ｇａｆとすると、利得波長特性は、ＷＤＭ方式光信号を増幅する増幅波長帯域において平坦になる。
【００２０】
そして、上段の曲線で示すように、光増幅手段の利得Ｇａ を利得Ｇａｆより大きくすると、利得波長帯域は、ＷＤＭ方式光信号を増幅する増幅波長帯域において負の傾斜（ｄＧａ ／ｄλ＜０）となる。また、この傾斜の大きさ（｜ｄＧａ ／ｄλ｜）は、利得Ｇａ に依存する。
一方、下段の曲線で示すように、光増幅手段の利得Ｇａ を利得Ｇａｆより小さくすると、利得波長帯域は、ＷＤＭ方式光信号を増幅する増幅波長帯域において正の傾斜（ｄＧａ ／ｄλ＞０）となる。また、この傾斜の大きさ（｜ｄＧａ ／ｄλ｜）は、利得Ｇａ に依存する。
【００２１】
上述の構成において、第１光増幅手段１５の利得と第２光増幅手段１７の利得の合計が一定であるならば、ほぼ同じ利得波長特性となる。そして、光減衰手段１６は、その減衰量にかかわらず、ほぼ平坦な損失波長特性である。
【００２２】
よって、上述の構成では、所要の傾斜になるように第１光増幅手段１５および第２光増幅手段１７の利得の和を選択する。そして、この利得の和の値を維持しつつ、光伝送路１２への各チャネルの出力の平均値は一定に保つことが好ましいため、光増幅装置１０が所要の出力になるように光減衰手段１６の減衰量を調整する。
【００２３】
一方、傾斜量を変更する場合は、傾斜量の変更分に対応するだけ、第１光増幅手段１５および第２光増幅手段１７の利得の和を変更する。さらに、光増幅装置１０の出力を一定に保つように光減衰手段１６の減衰量を調整する。
この利得の和の変更は、第１光増幅手段１５および第２光増幅手段１７のいずれか一方のみを変更してもよいし、あるいは、この変更分を或る比率で第１光増幅手段１５および第２光増幅手段１７にそれぞれ配分してもよい。
【００２４】
このように上述の構成において、光増幅装置１０は、その利得波長特性を所望の特性に変更することができる。
したがって、請求項３および請求項４に記載の発明にかかる光増幅装置１０では、所定の波長帯域において図２に示すように光増幅装置１０の利得波長特性を光伝送路１１、１２の損失波長特性とほぼ逆特性にすることができるので、損失差を補償することができる。
【００２５】
（請求項３および請求項４）
図１において、請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとの差分に応じて求める。
【００２６】
図１において、請求項４に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとの差分に応じて求める。
光伝送路１１、１２の損失波長特性を生じさせる主な原因は、伝送損失および誘導ラマン散乱である。請求項３および請求項４に記載の発明では、この損失波長特性を直線近似し、この近似した直線の傾きを光伝送路１１、１２に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとの差分から求める。
【００２７】
そして、光増幅装置１０の利得波長特性をこの求めた傾きと逆の傾きにすることによって光伝送路１１、１２の損失波長特性を補償する。
逆の傾きとは、求めた傾きと絶対値が等しく、符号が反対の傾きである。
（請求項５ないし請求項８）
まず、請求項５ないし請求項８に記載の発明における光伝送路１１、１２の伝送損失と誘導ラマン散乱による損失波長特性の求め方を示す。
【００２８】
初めに、光伝送路１１、１２の伝送損失ΔＴｆｉｂ を求める。
光伝送路１１、１２の伝送損失ΔＴｆｉｂ は、波長λにおける損失波長特性Ｔｆｉｂ の微分係数を（ｄＴｆｉｂ ／ｄλ）とおき、１次近似すると、
【数１】

と表すことができる。ここで、ｎは、ＷＤＭ方式光信号の多重数（チャネル数）である。Δλは、各チャネル間の波長間隔である。Ｌｓｐａｎは、対象としているＷＤＭ方式光信号の伝送距離、すなわち、光伝送路１１、１２の長さである。
【００２９】
次に、誘導ラマン散乱ΔＧｒａｍ を求める。
『Ａ．Ｒ．Ｃｈｒａｐｌｙｖｙ：「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｍｉｔｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｄｕｅ ｔｏ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １９ｔｈ Ｊａｎｕａｒｙ １９８４ Ｖｏｌ．２０』の５８頁および５９頁を参考にすると、一般に、ＷＤＭ方式光信号のチャネルｊが他のすべてのチャネルと誘導ラマン散乱による相互作用をする場合では、誘導ラマン散乱による利得Ｇｊ は、
【数２】

【数３】

と表すことができる。なお、（式２）および（式３）では、光伝送路１１、１２のラマン利得係数を三角形近似した。
【００３０】
ここで、短波長側から番号をつけた場合のチャネル番号をｉとする場合、λｉ 、Ｐｉ は、それぞれｉ 番目のチャネルの波長、光パワーである。Δｆは、各チャネル間の周波数間隔である。γｐ は、三角形近似した際のラマン利得係数の最大値であるピーク利得係数である。Ａｅｆｆ は、光伝送路の有効コア断面積である。Ｌｅｆｆ は、光伝送路の有効長で光伝送路の損失係数をαとすれば、Ｌｅｆｆ ＝（１−ｅｘｐ（−α×Ｌｓｐａｎ））／α である。
【００３１】
また、多重数ｎ（チャネル数ｎ）のＷＤＭ方式光信号において、チャネル１とチャネルｎとの間の差ΔＧｒａｍ は、
【数４】

と表すことができる。
よって、光伝送路１１、１２の誘導ラマン散乱による差は、（式２）ないし（式４）を用いてを求められる。
【００３２】
一方、ＷＤＭ方式光信号のチャネル１が失う光パワーは、
【数５】

と表すことができる。また、（式３）において、ＷＤＭ方式光信号のすべてのチャネルが誘導ラマン散乱を受ける周波数帯域にあって、各チャネルの光パワーＰｉ がすべて等しいＰである場合では、（λｉ ／λｊ ）＝１ と近似すると、（式３）は、
【数６】

と表すことができる。
【００３３】
さらに、最短波長側のチャネルと最長波長側のチャネルとが受け取るエネルギー比が等しいと仮定すると、これら最短波長側のチャネルと最長波長側のチャネルとの間における伝送後の光パワーの差は、
【数７】

と近似することができる。
【００３４】
光伝送路１１、１２の損失波長特性ΔＬｏｓｓは、伝送損失ΔＴｆｉｂ と誘導ラマン散乱ΔＧｒａｍ とによるから、
【数８】

と表すことができる。
この損失波長特性を光増幅装置１０の利得波長特性ΔＧａｉｎで補償すればよいから、
【数９】

が成り立つようにすればよい。
【００３５】
したがって、ΔＬｏｓｓを最短波長側のチャネルと最長波長側のチャネルとの間の波長差（λ（ｎ）−λ（１））で割った傾きＳＬ、すなわち、
【数１０】

で表される傾きＳＬになるように光増幅装置１０の利得波長特性ΔＧａｉｎの傾きを調整すればよい。
【００３６】
そこで、図１において、請求項５に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、損失波長特性を光伝送路１１、１２の伝送路長に応じて求める。
上述の（式１）、（式３）および（式６）から分かるように、伝送損失ΔＴfib および誘導ラマン散乱ΔＧram は、ともに伝送路長に関係する量Ｌspan、Ｌeff の関数である。このため、光伝送路１１、１２の損失波長特性ΔＬｏｓｓをその伝送距離から（式１）、（式２）、（式３）、（式４）および（式８）の組み合わせによって、または、（式１）、（式５）、（式６）、（式７）および（式８）の組み合わせによって求めることができる。
【００３７】
そして、この求めたΔＬｏｓｓから傾きＳＬを求め、光増幅装置１０の傾きを調整すればよい。
図１において、請求項６に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、光伝送路１１、１２に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分から光伝送路１１、１２の伝送路長を求めてこの求めた伝送路長に応じて損失波長特性を求める。
【００３８】
光伝送路１１、１２の伝送路長が未知の場合に、光伝送路１１、１２に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分を光伝送路１１、１２の損失係数で割って伝送路長を求め、この伝送路長からΔＬｏｓｓを求める。そして、この求めたΔＬｏｓｓから傾きＳＬを求め、光増幅装置１０の傾きを調整すればよい。
【００３９】
図１において、請求項７に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、損失波長特性を光伝送路１１、１２の伝送路長、ＷＤＭ方式光信号の多重数（チャネル数）および光伝送路１１、１２に入射される光の光パワーに応じて求める。
【００４０】
損失波長特性ΔＬｏｓｓは、伝送路長、多重数および入射される光パワーをそれぞれ（式６）のＬｅｆｆ 、ｎおよびＰに代入し、（式１）、（式５）、（式６）、（式７）および（式８）の組み合わせによって求めることができる。
そして、この求めたΔＬｏｓｓから傾きＳＬを求め、光増幅装置１０の傾きを調整すればよい。
【００４１】
図１において、請求項８に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置１０において、損失波長特性は、光伝送路１１、１２の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、光伝送路１１、１２に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分から光伝送路１１、１２の伝送路長を求めて損失波長特性をこの求めた伝送路長、ＷＤＭ方式光信号の多重数および光伝送路１１、１２に入射される光の光パワーに応じて求める。
【００４２】
光伝送路１１、１２の伝送路長が未知の場合に、光伝送路１１、１２に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分を光伝送路１１、１２の損失係数で割って伝送路長を求め、この伝送路長からΔＬｏｓｓを求める。そして、この求めたΔＬｏｓｓから傾きＳＬを求め、光増幅装置１０の傾きを調整すればよい。
【００４３】
請求項１、および、請求項３ないし請求項８に記載の発明において、以上説明したように光増幅装置１０を調整すれば、光伝送路１１から光増幅装置１０に入射される光をほぼ平坦にすることができる。このため、入射される光がＷＤＭ方式光信号である場合には、各チャネル間の光ＳＮＲをほぼ等しくすることができる。よって、より長距離伝送が可能となる。
【００４４】
また、請求項２ないし請求項８に記載の発明において、以上説明したように光増幅装置１０を調整すれば、光増幅装置１０から光伝送路１２に射出される光を伝送後にほぼ平坦にすることができる。このため、射出される光がＷＤＭ方式光信号である場合には、伝送後における各チャネル間の光ＳＮＲをほぼ等しくすることができる。よって、より長距離伝送が可能となる。
【００４５】
（請求項９）
請求項９に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置と、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置と、光送信装置と光受信装置との間でＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路と、光伝送路に挿入されＷＤＭ方式光信号を増幅する光中継装置とを備える光通信システムにおいて、光送信装置、光中継装置および光受信装置は、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光増幅装置を備えて構成する。
【００４６】
このような光通信システムでは、光増幅装置によって各チャネル間の光ＳＮＲをほぼ等しくすることができる。このため、誤り率の少ない長距離伝送が可能となる。
（請求項１０ないし請求項１２）
図４は、請求項１０ないし請求項１２に記載の発明の原理構成を示す図である。
【００４７】
図４において、請求項１０に記載の発明では、光を増幅することができる波長帯域が互いに異なる複数の光増幅部２１の出力を波長多重して光伝送路２６に出力する複合光増幅装置２０において、複数の光増幅部２１は、それぞれ増幅すべき光を光伝送路２６が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅する構成を備えることを前提とする。
そして、図４において、複数の光増幅部２１のそれぞれは、光を増幅する第１光増幅手段３５と、第１光増幅手段３５で増幅された光を減衰する光減衰手段３６と、光減衰手段３６で減衰された光を増幅する第２光増幅手段３７と、光減衰手段３６の減衰量を光増幅部２１の利得波長特性が光伝送路２５、２６の損失波長特性を補償するように調整する制御手段３８とを備えて構成する。
【００４８】
図４において、請求項１１に記載の発明では、光伝送路２５からの光を互いに異なる複数の波長帯域ごとに分離して波長帯域に対応する複数の光増幅部２１で波長帯域ごとに増幅する複合光増幅装置２０において、複数の光増幅部２１は、それぞれ増幅すべき光を光伝送路２５が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅する構成を備えることを前提とする。
そして、図４において、複数の光増幅部２１のそれぞれは、光を増幅する第１光増幅手段３５と、第１光増幅手段３５で増幅された光を減衰する光減衰手段３６と、光減衰手段３６で減衰された光を増幅する第２光増幅手段３７と、光減衰手段３６の減衰量を光増幅部２１の利得波長特性が光伝送路２５、２６の損失波長特性を補償するように調整する制御手段３８とを備えて構成する。
【００５０】
図４において、請求項１２に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を増幅する請求項８又は請求項９又は請求項１０又は請求項１１に記載の複合光増幅装置２０において、損失波長特性は、光伝送路２５、２６の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、光伝送路２５、２６に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとに応じて求められる。
【００５１】
複数の光増幅部２１に応じて複数の波長帯域に亘って光信号が設定されるＷＤＭ方式光信号においても（式１）ないし（式１０）が成立するので、前述と同様に補償量ＳＬを求めることができる。このため、光増幅部２１を補償量ＳＬによって調整することにより光伝送路２５、２６の損失波長特性を補償することができる。
【００５２】
（請求項１３）
請求項１３に記載の発明では、複数の光信号を多重されたＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置と、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置と、光送信装置と光受信装置との間でＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路と、光伝送路に挿入されＷＤＭ方式光信号を増幅する光中継装置とを備える光通信システムにおいて、光送信装置、光中継装置および光受信装置は、請求項１０又は請求項１１又は請求項１２に記載の複合光増幅装置を備えて構成する。
【００５３】
このような光通信システムでは、複合光増幅装置を用いるので、多重度の高いＷＤＭ方式光信号を伝送することができ、さらに、複合光増幅装置によって各チャネル間の光ＳＮＲをほぼ等しくすることができる。このため、大容量で誤り率の少ない長距離伝送が可能となる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００５５】
（第１の実施形態の構成）
第１の実施形態は、請求項１、請求項５、請求項７および請求項９に記載の発明に対応する光通信システムの実施形態である。
第１の実施形態においては、２端局間を３２波のＷＤＭ方式光信号が本発明にかかる複数の光増幅装置で順次に増幅されつつ伝送される。
【００５６】
図５は、第１の実施形態の光通信システムの構成とＷＤＭ方式光信号のスペクトルを示す図である。
この図５において、（ａ）は、第１の実施形態の光通信システムの構成を示す。（ｂ）は、第１の実施形態の光通信システムにおいて、本発明にかかる光増幅装置を使用した場合の各光増幅装置における入力スペクトルおよび出力スペクトルを示す。また、本発明にかかる光増幅装置と従来の光増幅装置とを比較するために、（ｃ）は、第１の実施形態と同様な構成の光通信システムにおいて、従来の光増幅装置を使用した場合の各光増幅装置における入力スペクトルおよび出力スペクトルを示す。なお、（ｂ）および（ｃ）の入力スペクトルにおける長尺の破線は、各光増幅装置９０、９１、９２におけるＷＤＭ方式光信号の入力平均光パワーを示し、（ｂ）および（ｃ）の出力スペクトルにおける長尺の破線は、各光増幅装置９０、９１、９２におけるＷＤＭ方式光信号の出力平均光パワーを示す。
【００５７】
図６は、第１の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
図７は、第１の実施形態の光通信システムにおいて、中継局が４個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲとを示す図である。
図８は、従来の光増幅装置を用いた中継局が４個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲを示す図である。
【００５８】
これら図７および図８において、（ａ）は、レベルダイヤを示し、縦軸は、各チャネルの光パワー（ｄＢ）であり、横軸は、中継局１を「０」とする距離（ｋｍ）である。（ｂ）は、光ＳＮＲを示し、縦軸は、光ＳＮＲ（ｄＢ）であり、横軸は、中継局１を「０」とする距離（ｋｍ）である。また、各図において、「■」はチャネル１であり、「◆」はチャネル１７であり、そして、「▲」はチャネル３２の場合をそれぞれ表している。
【００５９】
図５において、第１の実施形態における光通信システムは、ＷＤＭ方式光信号を生成して送り出す光送信局６１と、送り出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路６２と、伝送されたＷＤＭ方式光信号を受ける光受信局６４とを備える。そして、光増幅装置９１を有する中継局６３が光伝送路６２の途中に複数個設けられている。
【００６０】
光送信局６１は、光送信器（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｅｎｄｅｒ、以下、「ＯＳ」と略記する。）７１と光マルチプレクサ（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ 、以下、「ＭＵＸ」と略記する。）７２と光増幅装置９０とからなる。
ＯＳ７１は、互いに異なる波長である光信号をそれぞれ生成する。ＯＳ７１は、例えば、所定の波長のレーザ光を発振する半導体レーザと、送信すべき情報でこの入射されたレーザ光を変調するマッハツェンダ干渉型光変調器（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｔｙｐｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）などの外部変調器とから構成することができる。
【００６１】
ＭＵＸ７２は、ＯＳ７１からこのＭＵＸ７２に入射される複数の光信号を波長多重し、ＷＤＭ方式光信号を生成する。ＭＵＸ７２としては、例えば、干渉フィルタの１つである誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路格子形光合分波器（ａｒｒａｙｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ ）などを利用することができる。後述するＤＥＭＵＸ７７も同様である。
【００６２】
光増幅装置９０は、ＭＵＸ７２からこの光増幅装置９０に入射されるＷＤＭ方式光信号を増幅して光伝送路６２−１に射出する本発明にかかる光増幅装置である。この光増幅装置９０の構成は、後述する。
中継局６３は、前段の光送信局６１あるいは中継局６３から光伝送路６２によって伝送されたＷＤＭ方式光信号を本発明にかかる光増幅装置９１で増幅する。そして、中継局６３は、次段の中継局６３あるいは光受信局６４へＷＤＭ方式光信号を送信すべくＷＤＭ方式光信号を光伝送路６２へ射出する。この光増幅装置９１の構成は、後述する。
【００６３】
光受信局６４は、光増幅装置９２と光デマルチプレクサ（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ 、以下、「ＤＥＭＵＸ」と略記する。）７７と光受信器（ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ、以下、「ＯＲ」と略記する。）７８とからなる。
光増幅装置９２は、前段の中継局ｍ６３−ｍから光伝送路６２−ｍ＋１を介してこの光受信局６４に入射されるＷＤＭ方式光信号を増幅する本発明にかかる光増幅装置である。この光増幅装置９２の構成は、後述する。
【００６４】
ＤＥＭＵＸ７７は、光増幅装置９２からこのＤＥＭＵＸ７７に入射されるＷＤＭ方式光信号を波長分離し、分離した光信号をそれぞれＯＲ７８−１〜７８−３２ に射出する。ＯＲ７８は、３２個用意され、入射される光信号を復調して情報を取り出す。
なお、ＯＳ７１およびＯＲ７８の個数は、ＷＤＭ方式光信号の多重数分に対応する。よって、この光通信システムで運用するＷＤＭ方式光信号の多重数を変更する場合には、ＯＳ７１およびＯＲ７８の個数は、この多重数に合わせて変更される。
【００６５】
次に、光増幅装置９０、９１、９２について説明するが、まず、光増幅装置９１について説明し、光増幅装置９０、９２については、光増幅装置９１に対する相違する点のみを説明する。
図６において、前段の中継局６３からのＷＤＭ方式光信号は、光増幅装置９１内のＷＤＭカプラ１０１に入射される。
【００６６】
ＷＤＭカプラ１０１は、入射されたＷＤＭ方式光信号をＷＤＭ方式光信号の本体部分であるチャネル１ないしチャネル３２の光信号部分とＯＳＣ（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｖｉｓａｒｙ ｃｈａｎｎｅｌ ）とに波長分離する。
ＯＳＣは、この光通信システムを運用する上で必要な保守情報、状態情報などの情報を通信する監視信号である。ＯＳＣは、チャネル１より短波長側あるいはチャネル３２より長波長側のいずれか一方に設定される。
【００６７】
ＷＤＭカプラ１０１で波長分離されたＯＳＣは、通過波長帯域の中心波長をＯＳＣの波長に設定された帯域通過光フィルタ（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｌｔｅｒ、以下、「ＦＩＬ」と略記する。）１２１に入射される。ＦＩＬ１２１を透過することによって正確にＯＳＣのみを取り出すことができる。ＦＩＬ１２１としては、誘電体多層膜フィルタやファイバグレーティングフィルタ（ｆｉｂｅｒ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）などの光フィルタを利用することができる。
【００６８】
ＦＩＬ１２１からの光は、入射する光の光パワーに従う電流を生じるホトダイオード（以下、「ＰＤ」と略記する。）１２９に入射され、光電変換される。ＰＤ１２９からの出力は、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」と略記する。）１３１に入力されディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ１３１からの出力は、制御回路１４５に入力される。
【００６９】
一方、ＷＤＭカプラ１０１で分離されたチャネル１ないしチャネル３２のＷＤＭ方式光信号は、光分岐結合器（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｕｐｌｅｒ 、以下、「ＣＰＬ」と略記する。）１０２に入射される。
ＣＰＬ１０２は、このＷＤＭ方式光信号を２つに分配する。ＣＰＬ１０２として、例えば、ハーフミラーなどの微少光学素子形光分岐結合器や溶融ファイバの光ファイバ形光分岐結合器や光導波路形光分岐結合器などを利用することができる。後述する他のＣＰＬも同様である。
【００７０】
ＣＰＬ１０２で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２２に入射され、光電変換される。このＰＤ１２２によってＷＤＭ方式光信号のエルビウム添加光ファイバ１０５に対する平均入力光パワーが計測される。ＰＤ１２２の出力は、ＷＤＭ方式光信号のこの中継局６３に対する平均入力光パワーでもある。エルビウム添加光ファイバ（ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ、以下、「ＥＤＦ」と略記する。）１０５は、後述される。
【００７１】
ＰＤ１２２からの出力は、Ａ／Ｄ１３２に入力されディジタル信号に変換される。そして、Ａ／Ｄ１３２からの出力は、自動利得制御回路（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ 、以下、「ＡＧＣ」と略記する。）１４１に入力される。
また、ＣＰＬ１０２で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、一方向にのみ光を透過する光アイソレータ（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｓｏｌａｔｏｒ、以下、「ＩＳＯ」と略記する。）１０３に入射される。
【００７２】
ＩＳＯ１０３は、光増幅装置９１内における各光部品の接続部などからの反射光が何処までも伝搬するのを防止する。特に、反射光が半導体レーザに戻ってくると、半導体レーザは、位相や振幅のまちまちな反射光に誘起されて、発振モードが変化したり、雑音が発生したりする。このため、ＩＳＯ１０２によってこの悪影響を防止するものである。ＩＳＯ１０３としては、例えば、４５度ずれた状態の２つの偏光子の間にファラデー回転子を配置することによって構成することができる。後述する他のＩＳＯも同様である。
【００７３】
ＩＳＯ１０３からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１０４に入射される。
また、レーザダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ 、以下、「ＬＤ」と略記する。）１２３は、ＥＤＦ１０５を励起する波長のレーザ光を発振する。ＥＤＦ１０５の励起波長は、いくつか知られているが、ＷＤＭ方式光信号の波長帯域である１５５０ｎｍ帯を増幅するために、９８０ｎｍまたは１４８０ｎｍが選択される。ＬＤ１２３として、例えば、ファブリペロ型レーザ、分布帰還型レーザ、分布ブラッグ反射型レーザなど各種半導体レーザを利用することができる。
【００７４】
ＬＤ１２３からのレーザ光は、ＣＰＬ１０４に入射され、前述のＩＯＳ１０３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１０４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１０５に入射される。
ＥＤＦ１０５は、レーザ光によりエネルギーを供給されることによって反転分布を形成し、この状態で増幅すべきＷＤＭ方式光信号が入射すると誘導放射を引き起こし、ＷＤＭ方式光信号を増幅する。ＥＤＦ１０５の利得は、ＬＤ１２３からのレーザ光の光パワーに依存し、レーザ光の光パワーが小さいと利得は小さく、レーザ光の光パワーが大きいと利得も大きくなる。
【００７５】
ＥＤＦ１０５からのＷＤＭ方式光信号は、ＩＳＯ１０６を介して利得等化器（ｇａｉｎ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ、以下、「ＧＥＱ」と略記する。）１０７に入射される。
ＧＥＱ１０７は、ＥＤＦ１０５の利得波長特性を補償するための光フィルタである。この光フィルタの損失波長特性は、ＥＤＦ１０５の利得波長特性とほぼ同一の形状に合わせられる。
【００７６】
ＧＥＱ１０７からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１０８に入射される。
ＣＰＬ１０８で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２４に入射され、光電変換される。このＰＤ１２４によってＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１０５に対する平均出力光パワーが計測される。ＰＤ１２４の出力は、ＷＤＭ方式光信号の後述する光可変減衰器１０９に対する平均入力光パワーでもある。
【００７７】
ＰＤ１２４からの出力は、Ａ／Ｄ１３４に入力されディジタル信号に変換される。そして、Ａ／Ｄ１３４からの出力は、ＡＧＣ１４１に入力される。
ＡＧＣ１４１は、前述のＡ／Ｄ１３２からのＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１０５に対する平均入力光パワーとこのＡ／Ｄ１３４からのＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１０５に対する平均出力光パワーとから、ＥＤＦ１０５の利得を計測する。そして、ＡＧＣ１４１は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器（以下、「Ｄ／Ａ」と略記する。）１３３を介してＬＤ１２３の駆動電流（注入電流）を増減することによってＥＤＦ１０５の利得を所定の利得に制御する。このＥＤＦ１０５の所定の利得は、制御回路１４５によって指示される。
【００７８】
また、ＣＰＬ１０８で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、光可変減衰器（ｏｐｔｉｃａｌ ｖａｒｉａｂｌｅ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ 、以下、「ＶＡＴ」と略記する。）１０９に入射される。
ＶＡＴ１０９からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１１に入射される。ＶＡＴ１０９としては、例えば、入射光と射出光との間に減衰円板を挿入し、減衰円板の表面には回転方向に厚みが連続的に変えてある金属減衰膜を蒸着して、この減衰円板を回転させることにより減衰量を調節する光可変減衰器や入射光と射出光との間に磁気光学結晶およびこの磁気光学結晶の射出側に偏光子を挿入し、磁気光学結晶に磁界を印加してこの磁界の強さを変えることにより減衰量を調整する光可変減衰器などを利用することができる。
【００７９】
ＣＰＬ１１１で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２６に入射され、光電変換される。このＰＤ１２６によってＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１１５に対する平均入力光パワーが計測される。ＰＤ１２６からの出力は、Ａ／Ｄ１３６に入力されディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ１３６からの出力は、ＡＧＣ１４３に入力される。また、ＣＰＬ１１１で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＧＥＱ１１２およびＩＳＯ１１３を介してＣＰＬ１１４に入射される。
【００８０】
ＧＥＱ１１２は、ＥＤＦ１１５の利得波長特性を補償するための光フィルタである。この光フィルタの損失波長特性は、ＥＤＦ１１５の利得波長特性とほぼ同一の形状に合わせられる。
また、ＬＤ１２７は、ＥＤＦ１１５を励起する波長のレーザ光を発振する。ＬＤ１２７からのレーザ光は、ＣＰＬ１１４に入射され、前述のＩＯＳ１１３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１１４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１１５に入射されＷＤＭ方式光信号を増幅する。ＥＤＦ１１５の利得は、ＬＤ１２７からのレーザ光の光パワーに依存し、レーザ光の光パワーが小さいと利得は小さく、レーザ光の光パワーが大きいと利得も大きくなる。ＥＤＦ１１５からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１６に入射される。
【００８１】
ＣＰＬ１１６で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２８に入射され、光電変換される。このＰＤ１２８によってＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１１５に対する平均出力光パワーが計測される。ＰＤ１２８の出力は、ＷＤＭ方式光信号のこの中継局６３に対する平均出力光パワーでもある。
ＰＤ１２８からの出力は、Ａ／Ｄ１３８に入力されディジタル信号に変換される。そして、Ａ／Ｄ１３８からの出力は、ＡＧＣ１４３およびＡＬＣ１４２に入力される。
【００８２】
ＡＧＣ１４３は、前述のＡ／Ｄ１３６からのＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１１５に対する平均入力光パワーとこのＡ／Ｄ１３８からのＷＤＭ方式光信号のＥＤＦ１１５に対する平均出力光パワーとから、ＥＤＦ１１５の利得を計測する。そして、ＡＧＣ１４３は、Ｄ／Ａ１３７を介してＬＤ１２７の駆動電流（注入電流）を増減することによってＥＤＦ１１５の利得を所定の利得に制御する。このＥＤＦ１１５の所定の利得は、制御回路１４５によって指示される。
【００８３】
また、自動出力制御回路（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、以下、「ＡＬＣ」と略記する。）１４２は、このＡ／Ｄ１３８からの入力されたＷＤＭ方式光信号の出力光パワーからＷＤＭ方式光信号の出力光パワーを判断する。そして、ＡＬＣ１４２は、Ｄ／Ａ１３９を介してＶＡＴ１０９の減衰量を調整して所定の出力光パワーになるように減衰量を制御する。この所定の出力光パワーは、制御回路１４５によって指示される。
【００８４】
また、ＣＰＬ１１６で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＷＤＭカプラ１１７に入射される。
一方、ＬＤ１５１は、前述のＯＳＣの波長のレーザ光を発振する。発振したレーザ光は、１０％以下の低反射率で反射波長帯域の中心波長をＯＳＣの波長に設定されたファイバブラッグ反射グレーティングフィルタ（ｆｉｂｅｒ ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ、以下、「ＦＢＧ」と略記する。）１５２に入射される。このようにＦＢＧ１５２によってレーザ光の一部をＬＤ１５１に戻すとＬＤ１５１に生じるモードホッピング（ｍｏｄｅ ｈｏｐｐｉｎｇ）を抑制することができるので、ＬＤ１５１は、設定された発振波長で安定的に発振するようになる。
【００８５】
ＦＢＧ１５２からのレーザ光は、光変調器（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ、以下、「ＭＯＤ」と略記する。）１５３に入射される。
制御回路１４５は、前段の中継局から受信したＯＳＣの情報にこの中継局の情報を新たに加えて、この更新された情報によってＭＯＤ１５３でレーザ光を変調し、更新されたＯＳＣを生成する。
【００８６】
ＭＯＤ１５３からのＯＳＣは、ＷＤＭカプラ１１７に入射され、前述のＣＰＬ１１６からのＷＤＭ方式光信号と波長合波されて、次段の中継局６３あるいは光受信局６４に伝送すべく光伝送路６２に射出される。
また、メモリ１４６は、ＷＤＭ方式光信号における各光信号の周波数間隔Δｆと波長間隔Δλ、光伝送路６２の損失波長特性の損失係数（ｄＴｆｉｂ ／ｄλ）、ピーク利得計数γｐ 、光伝送路６２の有効コア断面積などを記憶する。そして、メモリ１４６は、ＥＤＦ１０５、１１５の利得和とその利得和における傾き（ｄＧ／ｄλ）との関係を記憶する。この利得和と傾きとの関係は、例えば、利得和を０．１ｄＢ間隔にしてこれらにそれぞれ傾きを対応させた表を記憶するとよい。さらに、メモリ１４６は、これらの記憶内容を制御回路１４５に出力したり、制御回路１４５で計算された値、ＯＳＣの情報、各ＰＤ１２２、１２４、１２６、１２８の出力値、ＡＧＣ１４１、１４３の利得およびＡＬＣ１４２の目標値などを制御回路１４５から受信して記憶したり、その記憶内容を再び制御回路１４５に出力したりする。
【００８７】
光送信局６１内の光増幅装置９０の構成は、ＯＳＣはこの光増幅装置９０内で初めて生成されるので、上述の光増幅装置９１の構成において、ＷＤＭカプラ１０１、ＦＩＬ１２１、ＰＤ１２９およびＡ／Ｄ１３１を備えない構成である。
【００８８】
そして、光受信局６４内の光増幅装置９２の構成は、ＯＳＣを更新して送信する必要がないので、上述の光増幅装置９１の構成において、ＬＤ１５１、ＦＢＧ１５２、ＭＯＤ１５３およびＷＤＭカプラ１１７を備えない構成である。
（本発明と第１の実施形態との対応関係）
請求項１、請求項５および請求項７に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光増幅装置は光増幅装置９０、９１、９２に対応する。
【００８９】
請求項１、請求項５および請求項７に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、第１光増幅手段はＬＤ１２３とＣＰＬ１０４とＥＤＦ１０５とからなる部分に対応し、光減衰手段はＶＡＴ１０９に対応し、第２光増幅手段はＬＤ１２７とＣＰＬ１１４とＥＤＦ１１５とからなる部分に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、制御手段はＡＧＣ１４１、１４３とＡＬＣ１４２と制御回路１４５とからなる部分に対応する。
【００９０】
特に、請求項７に記載の発明において、光伝送路６２に入射される光の光パワーを測定する部分は、光増幅装置９０、９１から射出されるＷＤＭ方式光信号における光信号の光パワーを測定するから、ＣＰＬ１１６とＰＤ１２８である。
請求項９に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信局６１に対応し、光受信装置は光受信局６４に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光中継装置は中継局６３に対応し、光増幅装置は光増幅装置９０、９１、９２に対応する。
【００９１】
（第１の実施形態の作用効果）
次に、第１の実施形態の光通信システムの作用効果について説明する。
なお、以下の作用効果の説明において、光送信局６１内の光増幅装置９０における各光部品を指す場合には、符号に「ｓ 」を付し、中継局６３内の光増幅装置９１における各光部品を指す場合には、符号に「ｒｐ」を付し、そして、光受信局６４内の光増幅装置９２における各光部品を指す場合には、符号に「ｒ 」を付して区別する。例えば、制御回路１４５ｓ は、光増幅装置９０における制御回路を指し、制御回路１４５ｒｐは、光増幅装置９１における制御回路を指し、そして、制御回路１４５ｒ は、光増幅装置９２における制御回路を指す。
【００９２】
光送信局６１において、制御回路１４５ｓ は、メモリ１４６ｓ に記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長側のチャネルと最短波長側のチャネルとの間の間隔を計算する。すなわち、制御回路１４５ｓ は、（式１０）の分母を計算する。例えば、３２波のすべてを多重したＷＤＭ方式光信号を伝送する場合には、制御回路１４５ｓ は、チャネル３２の波長からチャネル１の波長を引いて、すなわち、λ（３２）−λ（１）を計算する。
【００９３】
制御回路１４５ｓ は、計算された上述の値、ＷＤＭ方式光信号の多重数ＷＤＭ方式光信号の多重数（チャネル数）、この光送信局６１と次段の中継局６３−１との間の光伝送路６２−１の伝送路長およびこの光送信局６１から射出される各チャネルの光パワーから、（式１）、および、（式５）ないし（式１０）を用いて、光増幅装置９０の補正量ＳＬを計算する。
【００９４】
ここで、多重数、伝送路長および各チャネルの光パワーは、この光通信システムに光送信局６１を設置する際に、メモリ１４６に設定される。特に、各チャネルの光パワーは、光伝送路６２において非線形光学効果を起こさず且つ次段の中継局６３−１まで充分に伝送することができる値に設定される。
制御回路１４５ｓ は、この設定される各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｓ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｓ は、ＰＤ１２８ｓ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｓ の減衰量を調整する。
【００９５】
そして、制御回路１４５ｓ は、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ の利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ を調整する。このＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ の調整は、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ に配分する。
なお、利得和は、例えば、利得和と傾きとの関係を表としてメモリ１４６ｒｐに記憶されている場合には、この表から検索するようにしてもよい。
【００９６】
そして、この利得和を配分する比率は、２：１に限定されるものではなく、１：１、３：１など任意の比率にすることができる。さらに、このＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ の調整は、ＥＤＦ１０５ｓ の利得を或る一定値に保ち、ＥＤＦ１１５ｓ の利得を設定されるべき利得和からこのＥＤＦ１０５ｓ の利得を引いた値にするようにしてもよい。後述する制御回路１４５ｒｐ、１４５ｒ についても同様である。
【００９７】
そして、制御回路１４５ｓ は、ＡＧＣ１４１ｓ にＥＤＦ１０５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｓ は、ＰＤ１２２ｓ 、１２４ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｓ の駆動電流（注入電流）の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【００９８】
制御回路１４５ｓ は、ＡＧＣ１４３ｓ にＥＤＦ１１５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｓ は、ＰＤ１２６ｓ 、１２８ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｓ の駆動電流（注入電流）の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
したがって、このような光増幅装置９０では、ＡＧＣ１４１ｓ 、１４３ｓ によってＥＤＦ１０５ｓ 、１１５ｓ の利得がほぼ一定に維持されその利得の和も所定の値に維持されるので、光増幅装置９０の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
【００９９】
このため、図５（ｂ）の上段における左から１番目に示すように各チャネルの光パワーが一定のＷＤＭ方式光信号は、光増幅装置９０で増幅されると、図５（ｂ）の下段における左から１番目に示すように補償量ＳＬで傾いたＷＤＭ方式光信号となる。
そして、この傾いたＷＤＭ方式光信号は、図５（ｂ）の上段における左から２番目に示すように次段の中継局６３−１の入射側では、ＷＤＭ方式光信号は、各チャネルの光ＳＮＲがほぼ同一になる。
【０１００】
ここで、ＥＤＦ１０５ｓ 、１１５ｓ の利得Ｇと傾き（ｄＧ／ｄλ）について、一例を説明する。
ＥＤＦ１０５ｓ 、１１５ｓ として、アルミナ（３酸化２アルミ；Ａｌ_２Ｏ_３）を高濃度に添加したＥＤＦを用いることによって、１５５０ｎｍ付近の増幅帯域おいて、ＥＤＦ１０５ｓ 、１１５ｓ の利得波長特性をほぼ線形にすることができる。そして、この１５５０ｎｍ付近の増幅帯域において、励起率が高い場合は短波長側の利得が高く長波長側の利得が低く、励起率が低い場合は短波長側の利得が低く長波長側の利得が高くなる。
【０１０１】
このようなＥＤＦ１０５ｓ 、１１５ｓ を使用することにより、励起率によって種々の傾きを作ることができるから、ＥＤＦ１０５ｓ の利得とＥＤＦ１１５ｓ の利得との和を光増幅装置９０の利得に設定しながら、光増幅装置９０の利得波長特性を補償量ＳＬに合わせることができる。
なお、エルビウム添加光ファイバ増幅器の利得波長特性は、一般に非線形であるから光増幅装置９０の利得波長特性を非線形な形状にすることもできる。
【０１０２】
一方、ＯＳＣは、ＬＤ１５１ｓ からレーザ光をＭＯＤ１５３ｓ で多重数、最短波長のチャネル番号、最長波長のチャネル番号やこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などの情報で変調され、ＷＤＭカプラ１１７ｓ でＷＤＭ方式光信号と波長合波されて次段の中継局６３−１へ伝送される。
図５（ｂ）の上段における左から２番目に示すようなＷＤＭ方式光信号を受信した中継局６３−１において、制御回路１４５ｒｐは、ＰＤ１２９で受信されたＯＳＣから最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
【０１０３】
制御回路１４５ｒｐは、メモリ１４６ｒｐに記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長側のチャネルと最短波長側のチャネルとの間の間隔を計算する。すなわち、制御回路１４５ｓ は、（式１０）の分母を計算する。
制御回路ｒｐは、計算された上述の値、ＯＳＣから得た多重数（チャネル数）、この中継局６３−１と次段の中継局６３−２との間の光伝送路６２−２の伝送路長およびこの中継局６３−１から射出される各チャネルの光パワーから、（式１）、および、（式５）ないし（式１０）を用いて、光増幅装置９１の補正量ＳＬを計算する。
【０１０４】
ここで、伝送路長および各チャネルの光パワーは、この光通信システムに中継局６２−１を設置する際に、メモリ１４６に設定される。特に、各チャネルの光パワーは、光伝送路６２において非線形光学効果を起こさず且つ次段の中継局６３−２まで充分に伝送することができる値に設定される。
制御回路１４５ｒｐは、この設定される各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒｐに目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒｐは、ＰＤ１２８ｒｐからの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒｐの減衰量を調整する。
【０１０５】
そして、制御回路１４５ｒｐは、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐの利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐを調整する。このＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐの調整は、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐに配分する。
そして、制御回路１４５ｒｐは、ＡＧＣ１４１ｒｐにＥＤＦ１０５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒｐは、ＰＤ１２２ｒｐ、１２４ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２３ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１０６】
制御回路１４５ｒｐは、ＡＧＣ１４３ｒｐにＥＤＦ１１５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒｐは、ＰＤ１２６ｒｐ、１２８ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２７ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
したがって、このような光増幅装置９１では、ＡＧＣ１４１ｒｐ、１４３ｒｐによってＥＤＦ１０５ｒｐ、１１５ｒｐの利得がほぼ一定に維持されその利得の和も所定の値に維持されるので、光増幅装置９１の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
【０１０７】
このため、図５（ｂ）の上段における左から２番目に示すように各チャネルの光パワーが一定のＷＤＭ方式光信号は、光増幅装置９１で増幅されると、図５（ｂ）の下段における左から２番目に示すように補償量ＳＬで傾いたＷＤＭ方式光信号となる。
そして、この傾いたＷＤＭ方式光信号は、次段の中継局６３−２の入射側では、図５（ｂ）の上段における左から３番目に示すように各チャネルの光ＳＮＲがほぼ同一になる。
【０１０８】
一方、ＯＳＣは、ＬＤ１５１ｒｐからレーザ光をＭＯＤ１５３ｒｐで多重数やこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などの情報で変調され、ＷＤＭカプラ１１７ｒｐでＷＤＭ方式光信号と波長合波されて次段の中継局６３−２へ伝送される。
各中継局６３では、中継局６３−１と同様に動作して順次にＷＤＭ方式光信号を伝送する。この際に、前段の中継局６３の光増幅装置９１で補償量ＳＬになるようにＷＤＭ方式光信号に波長依存性を持たせるので、次段の中継局６３の入射側では、図５（ｂ）の上段に示すように各チャネルの光ＳＮＲがほぼ同一になる。
【０１０９】
図５（ｂ）の上段における右端に示すようなＷＤＭ方式光信号を受信した光受信局６４において、制御回路１４５ｒ は、メモリ１４６ｒ に記憶されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒ は、ＰＤ１２８ｒ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒ の減衰量を調整する。
【０１１０】
そして、制御回路１４５ｒ は、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ の利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ を調整する。このＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ の調整は、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ に配分する。
そして、制御回路１４５ｒ は、ＡＧＣ１４１ｒ にＥＤＦ１０５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒ は、ＰＤ１２２ｒ 、１２４ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１１１】
制御回路１４５ｒ は、ＡＧＣ１４３ｒ にＥＤＦ１１５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒ は、ＰＤ１２６ｒ 、１２８ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
このため、図５（ｂ）の下段における右端に示すように各チャネルの光ＳＮＲがほぼ同一になる。
【０１１２】
そして、このＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸ７７で各チャネルごとに分離されてそれぞれＯＲ７８で受信処理される。
また、図５（ｃ）は、第１の実施形態の効果と比較するために、光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償しない光増幅装置を中継局として使用した場合を示す。
【０１１３】
図５（ｃ）に示すように、ＷＤＭ方式光信号は、光伝送路６２を伝送するに従って光伝送路６２の伝送損失および誘導ラマン散乱による波長特性が累積されるため、各チャネルの光ＳＮＲが不均一となる。
このことをより明確に示すため、図７に中継局が６個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲとを示す。また、比較のために、図８に光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償しない光増幅装置を用いた中継局が６個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲを示す。
【０１１４】
図７（ａ）に示すように第１の実施形態では、各中継局６３において各チャネルの光パワー（ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ）は、ほぼ一定である。そして、図７（ｂ）に示すように光送信局６１、各中継局６３および光受信局６４において、各チャネルの光ＳＮＲ（ＯＳＮＲ）は、ほぼ同一である。
一方、図８（ａ）に示すように伝送損失および誘導ラマン散乱を補償しない光増幅装置を用いた中継局の光通信システムでは、伝送するに従い最短波長側のチャネルであるチャネル１の光パワーは、徐々に減少し、伝送するに従い最長波長側のチャネルであるチャネル３２の光パワーは、徐々に増加する。そして、図８（ｂ）に示すように光送信局６１から各中継局６３を経て光受信局６４に伝送するに従い最短波長側のチャネルであるチャネル１の光ＳＮＲは、最長波長側のチャネルであるチャネル３２の光ＳＮＲに較べてより劣化する。
【０１１５】
このように光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償量ＳＬで補償して光ＳＮＲを改善するので、中継間隔を長距離化することができる。そして、光送信局６１と光受信局６４との間も長距離化することができる。
なお、第１の実施形態においては、ＯＳＣをＬＤ１５１からのレーザ光を外部光変調器であるＭＯＤ１５３で変調して生成したが、ＬＤ１５１を直接変調して生成してもよい。
【０１１６】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態は、請求項２、請求項５、請求項６、請求項８および請求項９に記載の発明に対応する光通信システムの実施形態である。
第２の実施形態においては、２端局間を３２波のＷＤＭ方式光信号が本発明にかかる複数の光増幅装置で順次に増幅されつつ伝送される。
【０１１７】
第１の実施形態では、ＷＤＭ方式光信号を次段の中継局に伝送する際に予め光伝送路の損失波長特性を補償する光増幅装置の実施形態であるが、第２の実施形態では、前段の中継局から伝送されて入射されるＷＤＭ方式光信号を伝送してきた光伝送路の損失波長特性で補償する光増幅装置の実施形態である。
図９（ａ）（ｂ）は、第２の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
【０１１８】
図１０は、第２の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
なお、図９（ａ）（ｂ）および図１０において、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
まず、図９（ａ）に示す光通信システムの構成について説明する。
【０１１９】
図９（ａ）において、第２の実施形態における光通信システムは、ＷＤＭ方式光信号を生成して送り出す光送信局６５と、光伝送路６２と、伝送されたＷＤＭ方式光信号を受ける光受信局６７とを備える。そして、光増幅装置９４を有する中継局６６が光伝送路６２の途中に複数個設けられている。
光送信局６５では、ＯＳ７１からの複数の光信号をＭＵＸ７２で波長多重してＷＤＭ方式光信号を生成する。生成されたＷＤＭ方式光信号は、光送信局６５内の光増幅装置９４で増幅されて光伝送路６２に射出される。
【０１２０】
中継局６６は、前段の光送信局６５あるいは中継局６６から光伝送路６２によって伝送されたＷＤＭ方式光信号を次段の中継局６３あるいは光受信局６４へＷＤＭ方式光信号を送信すべく光増幅装置９４で増幅して光伝送路６２へ射出する。
光受信局６７は、前段の中継局ｍ６６−ｍからのＷＤＭ方式光信号を光増幅装置９４で増幅してＤＥＭＵＸ７７で増幅されたＷＤＭ方式光信号を波長分離する。そして、分離した光信号をそれぞれＯＲ７８−１〜７８−３２ で復調して情報を取り出さす。
【０１２１】
次に、これら光送信局６５、中継局６６および光受信局６７で使用される光増幅装置９４の構成について説明する。
図１０において、ＭＵＸ７２あるいは前段の中継局６６からのＷＤＭ方式光信号は、光増幅装置９４内のＣＰＬ１０２に入射される。
ＣＰＬ１０２で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２２に入射されて光電変換される。ＰＤ１２２からの出力は、Ａ／Ｄ１３２を介して制御回路１５１およびＡＧＣ１４１に入力される。
【０１２２】
そして、ＣＰＬ１０２で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＩＳＯ１０３を介してＣＰＬ１０４に入射される。
また、ＥＤＦ１０５を励起する励起光を発振するＬＤ１２３からのレーザ光は、ＣＰＬ１０４に入射され、前述のＩＯＳ１０３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１０４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１０５に入射される。ＥＤＦ１０５で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、ＩＳＯ１０６およびＧＥＱ１０７を介してＣＰＬ１０８に入射される。
【０１２３】
ＣＰＬ１０８で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２４に入射されて光電変換される。ＰＤ１２４からの出力は、Ａ／Ｄ１３４を介してＡＧＣ１４１に入力される。ＡＧＣ１４１は、前述のＡ／Ｄ１３２からの出力とこのＡ／Ｄ１３４からの出力とから、ＥＤＦ１０５の利得が制御回路１４５によって指示された所定の利得になるように制御する。
【０１２４】
また、ＣＰＬ１０８で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、Ｄ／Ａ１３９を介してＡＬＣ１４２から入力される信号によって減衰量が制御されるＶＡＴ１０９に入射される。ＶＡＴ１０９からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１１に入射される。
ＣＰＬ１１１で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２６に入射されて光電変換される。ＰＤ１２６からの出力は、Ａ／Ｄ１３６を介してＡＧＣ１４３に入力される。ＣＰＬ１１１で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＧＥＱ１１２およびＩＳＯ１１３を介してＣＰＬ１１４に入射される。
【０１２５】
ＥＤＦ１１５を励起する励起光を発振するＬＤ１２７からのレーザ光は、ＣＰＬ１１４に入射され、ＩＯＳ１１３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１１４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１１５に入射され、ＥＤＦ１１５で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１６に入射される。
ＣＰＬ１１６で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２８に入射されて光電変換される。ＰＤ１２８からの出力は、Ａ／Ｄ１３８を介してＡＧＣ１４３、ＡＬＣ１４２および制御回路１５１に入力される。
【０１２６】
ＡＧＣ１４３は、前述のＡ／Ｄ１３６からの出力とこのＡ／Ｄ１３８からの出力とから、ＥＤＦ１１５の利得を計測して、ＥＤＦ１１５の利得が制御回路１４５によって所定の利得になるように制御する。
ＡＬＣ１４２は、このＡ／Ｄ１３８からの出力からＷＤＭ方式光信号の出力光パワーを判断して、制御回路１４５によって指示された所定の出力光パワーになるようＶＡＴ１０９の減衰量を制御する。
【０１２７】
そして、ＣＰＬ１１０で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１１に入射される。ＣＰＬ１１６で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、次段の中継局６６あるいは光受信局６７に伝送すべく光伝送路６２に射出される。
制御回路１５１は、Ａ／Ｄ１３２から得たこの中継局６６に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均入力光パワーなど、この光通信システムを運用する上で必要な保守情報、状態情報などの情報を監視信号として、前段の光送信局６５における制御回路１５１あるいは前段の中継局６６における制御回路１５１に送信する。また、制御回路１５１は、次段の光受信局６７あるいは次段の中継局６６に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均入力光パワーなどを含む監視信号を次段の光受信局６７における制御回路１５１あるいは次段の中継局６６における制御回路１５１から受信する。
【０１２８】
また、メモリ１５２は、ＷＤＭ方式光信号における各光信号の周波数間隔Δｆと波長間隔Δλ、光伝送路６２の損失波長特性の損失係数（ｄＴｆｉｂ ／ｄλ）、ピーク利得計数γｐ 、光伝送路６２の有効コア断面積Ａｅｆｆ などを記憶する。そして、メモリ１５２は、ＥＤＦ１０５、１１５の利得和とその利得和における傾き（ｄＧ／ｄλ）との関係、光増幅装置９４から光伝送路６２にＷＤＭ方式光信号を射出する際の出力光パワーを記憶する。さらに、メモリ１５２は、これらの記憶内容を制御回路１５１に出力したり、制御回路１５１で計算された値、各ＰＤ１２２、１２４、１２６、１２８の出力値、ＡＧＣ１４１、１４３の利得およびＡＬＣ１４２の目標値などを制御回路１５１から受信して記憶したり、その記憶内容を再び制御回路１５１に出力したりする。
【０１２９】
（本発明と第２の実施形態との対応関係）
請求項５、請求項６および請求項８に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光増幅装置は光増幅装置９４に対応する。
請求項２、請求項５、請求項６および請求項８に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、第１光増幅手段はＬＤ１２３とＣＰＬ１０４とＥＤＦ１０５とからなる部分に対応し、光減衰手段はＶＡＴ１０９に対応し、第２光増幅手段はＬＤ１２７とＣＰＬ１１４とＥＤＦ１１５とからなる部分に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、制御手段はＡＧＣ１４１、１４３とＡＬＣ１４２と制御回路１５１とからなる部分に対応する。
【０１３０】
特に、請求項６に記載の発明において、光伝送路６２に入射される光の平均光パワーを測定する部分は、前段の中継局６６内（光送信局６５内）の光増幅装置９４から光伝送路６２に射出されるＷＤＭ方式光信号における光信号の光パワーを測定するから、前段の中継局６６内（光送信局６５内）の光増幅装置９４におけるＣＰＬ１１６とＰＤ１２８である。光伝送路６２から射出される光の平均光パワーを測定する部分は、この中継局６６内の光増幅装置９４に光伝送路６２から入射されるＷＤＭ方式光信号における光信号の光パワーを測定するから、この中継局６６内の光増幅装置９４におけるＣＰＬ１０２とＰＤ１２２である。
【０１３１】
請求項９に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信局６５に対応し、光受信装置は光受信局６７に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光中継装置は中継局６６に対応し、光増幅装置は光増幅装置９４に対応する。
（第２の実施形態の作用効果）
次に、第２の実施形態の光通信システムの作用効果について説明する。
【０１３２】
光送信局６５内で生成されたＷＤＭ方式光信号は、光送信局６５内の光増幅装置９４に入射される。
光送信局６５内の光増幅装置９４において、制御回路１５１ｓ は、メモリ１５２ｓ に記憶されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｓ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｓ は、ＰＤ１２８ｓ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｓ の減衰量を調整する。
【０１３３】
そして、制御回路１５１ｓ は、傾きがほぼ平坦になるようにＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ の利得和を求め、この利得和をＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ に配分する。
そして、制御回路１５１ｓ は、ＡＧＣ１４１ｓ にＥＤＦ１０５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｓ は、ＰＤ１２２ｓ 、１２４ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｓ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１３４】
制御回路１５１ｓ は、ＡＧＣ１４３ｓ にＥＤＦ１１５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｓ は、ＰＤ１２６ｓ 、１２８ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｓ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１３５】
また、制御回路１５１ｓ は、ＰＤ１２８ｓ から得たＷＤＭ方式光信号の平均光パワーの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局６６−１の制御回路１５１ｒｐに送信する。
このように制御するので、光送信局６５から射出されるＷＤＭ方式光信号は、各チャネルの光パワーがほぼ同一のＷＤＭ方式光信号となって、光伝送路６２−１に射出される。
【０１３６】
このＷＤＭ方式光信号は、光伝送路６２−１で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局６６−１では、傾斜のあるＷＤＭ方式光信号が入射される。
傾斜のあるＷＤＭ方式光信号を受信した中継局６６−１において、制御回路１５１ｒｐは、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
【０１３７】
制御回路１５１ｒｐは、メモリ１５２ｒｐに記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、（式１０）の分母を計算する。
また、制御回路１５１ｒｐは、この中継局６６−１に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワーをＰＤ１２２ｒｐから受信する。制御回路１５１ｒｐは、専用回線を通して受信した信号から得た光送信局６５から射出されたＷＤＭ方式光信号の平均光パワーの情報と、このＰＤ１２２ｒｐからのＷＤＭ方式光信号の平均光パワーとの差分を計算する。そして、制御回路１５１ｒｐは、この差分を光伝送路６２−１の損失係数で割ることにより、光伝送路６２−１の伝送路長を求める。
【０１３８】
制御回路ｒｐは、計算された（式１０）の分母の値、受信した信号から得た多重数（チャネル数）、求められた光伝送路６２−２の伝送路長およびこの中継局６３−１から射出される各チャネルの光パワーから、（式１）、および、（式５）ないし（式１０）を用いて、中継局６６内の光増幅装置９４の補正量ＳＬを計算する。
【０１３９】
ここで、各チャネルの光パワーは、この光通信システムに中継局６２−１を設置する際に、メモリ１５２ｒｐに設定される。
制御回路１５１ｒｐは、この設定される各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒｐに目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒｐは、ＰＤ１２８ｒｐからの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒｐの減衰量を調整する。
【０１４０】
そして、制御回路１５１ｒｐは、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐの利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐを調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐに配分する。
そして、制御回路１５１ｒｐは、ＡＧＣ１４１ｒｐにＥＤＦ１０５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒｐは、ＰＤ１２２ｒｐ、１２４ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２３ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１４１】
制御回路１５１ｒｐは、ＡＧＣ１４３ｒｐにＥＤＦ１１５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒｐは、ＰＤ１２６ｒｐ、１２８ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２７ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
したがって、このような光増幅装置９４では、ＡＧＣ１４１ｒｐ、１４３ｒｐによってＥＤＦ１０５ｒｐ、１１５ｒｐの利得がほぼ一定に維持されその利得和も所定の値に維持されるので、光増幅装置９４の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。このため、光増幅装置９４から光伝送路６２−２に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１４２】
また、制御回路１５１ｒｐは、ＰＤ１２８ｒｐから得たＷＤＭ方式光信号の平均光パワーの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局６６−２の制御回路１５１ｒｐに送信する。
このＷＤＭ方式光信号は、光伝送路６２−２で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局６６−２では、傾斜のあるＷＤＭ方式光信号が入射される。
【０１４３】
各中継局６６では、中継局６６−１と同様に動作して順次にＷＤＭ方式光信号を伝送する。この際に、光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱によるＷＤＭ方式光信号の波長依存性は、各中継局６６の光増幅装置９４で補償される。このため、光増幅装置９４から光伝送路６２に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１４４】
傾斜のあるＷＤＭ方式光信号を受信した光受信局６７において、制御回路１５１ｒ は、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
制御回路１５１ｒ は、メモリ１５２ｒ に記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、（式１０）の分母を計算する。
【０１４５】
また、制御回路１５１ｒ は、この光受信局６７に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワーをＰＤ１２２ｒ から受信する。そして、制御回路１５１ｒ は、専用回線を通して受信した信号から得た前段の中継局６６から射出されたＷＤＭ方式光信号の平均光パワーの情報と、このＰＤ１２２ｒ からのＷＤＭ方式光信号の平均光パワーとの差分を計算する。そして、制御回路１５１ｒ は、この差分を光伝送路６２−ｍ＋１の損失係数で割ることにより、光伝送路６２−ｍ＋１の伝送路長を求める。
【０１４６】
制御回路１５１ｒ は、計算された（式１０）の分母の値、受信した信号から得た多重数、求められた光伝送路６２−２の伝送路長およびこの光受信局６７内の光増幅装置９４から射出される各チャネルの光パワーから、（式１）、および、（式５）ないし（式１０）を用いてこの光増幅装置９４の補正量ＳＬを計算する。
ここで、各チャネルの光パワーは、この光通信システムに光受信局６７を設置する際に、メモリ１５２ｒ に設定される。特に、各チャネルの光パワーは、ＤＥＭＵＸ７７の損失を考慮してＯＲ７８に最適な光パワーが入射されるように設定される。
【０１４７】
制御回路１５１ｒ は、この設定される各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒ は、ＰＤ１２８ｒ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒ の減衰量を調整する。
そして、制御回路１５１ｒ は、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ の利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ を調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ に配分する。
【０１４８】
そして、制御回路１５１ｒ は、ＡＧＣ１４１ｒ にＥＤＦ１０５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒ は、ＰＤ１２２ｒ 、１２４ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
制御回路１５１ｒ は、ＡＧＣ１４３ｒ にＥＤＦ１１５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒ は、ＰＤ１２６ｒ 、１２８ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１４９】
したがって、このような光増幅装置９４では、ＡＧＣ１４１ｒ 、１４３ｒ によってＥＤＦ１０５ｒ 、１１５ｒ の利得がほぼ一定に維持されその利得和も所定の値に維持されるので、光増幅装置９４の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。このため、光増幅装置９４からＤＥＭＵＸ７７に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１５０】
このように光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償量ＳＬで補償して光ＳＮＲを改善するので、中継間隔を長距離化することができる。そして、光送信局６５と光受信局６７との間も長距離化することができる。
なお、第２の実施形態においては、各中継局６６内の制御回路１５１ｒｐおよび光受信局６７内の制御回路１５１ｒ によって、それぞれ補償量ＳＬを計算したが、図９（ｂ）に示すように、光送信局６５内の制御回路１５１ｓ 、各中継局６６内の制御回路１５１ｒｐおよび光受信局６７内の制御回路１５１ｒ から、各光伝送路６２の伝送路長の計算に必要な光送信局６５から射出されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワー、各中継局６６に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワー、各中継局６６から射出されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワーおよび光受信局６７に入射されるＷＤＭ方式光信号の平均光パワーと多重数とをこの光通信システムを統括管理する監視制御回路１７０に集中させ、この監視制御回路１７０で各中継局６６および光受信局６７における補償量を計算して、その結果を各中継局６６および光受信局６７に送信するようにしてもよい。
【０１５１】
次に、別の実施形態について説明する。
（第３の実施形態の構成）
第３の実施形態は、請求項１、請求項３、請求項４および請求項９に対応する光通信システムの実施形態である。
第３の実施形態においては、２端局間を３２波のＷＤＭ方式光信号が本発明にかかる複数の光増幅装置で順次に増幅されつつ伝送される。
【０１５２】
第３の実施形態は、光伝送路を伝送するＷＤＭ方式光信号のスペクトルを計測することによって、光伝送路の損失波長特性を計測してこの損失波長特性を補償する実施形態である。
図１１（ａ）（ｂ）は、第３の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。
【０１５３】
図１２は、第３の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
なお、図１１（ａ）（ｂ）および図１２において、第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
まず、図１１（ａ）に示す光通信システムの構成について説明する。
【０１５４】
図１１（ａ）において、第３の実施形態における光通信システムは、ＷＤＭ方式光信号を生成して送り出す光送信局６８と、光伝送路６２と、伝送されたＷＤＭ方式光信号を受ける光受信局７０とを備える。そして、光増幅装置９４を有する中継局６９が光伝送路６２の途中に複数個設けられている。
光送信局６８では、ＯＳ７１からの複数の光信号をＭＵＸ７２で波長多重してＷＤＭ方式光信号を生成する。生成されたＷＤＭ方式光信号は、光送信局６５内の光増幅装置９７で増幅されて光伝送路６２に射出される。
【０１５５】
中継局６９は、前段の光送信局６８あるいは中継局６９から光伝送路６２によって伝送されたＷＤＭ方式光信号を次段の中継局６９あるいは光受信局７０へＷＤＭ方式光信号を送信すべく光増幅装置９７で増幅して光伝送路６２へ射出する。
光受信局７０は、前段の中継局ｍ６９−ｍからのＷＤＭ方式光信号を光増幅装置９７で増幅してＤＥＭＵＸ７７で増幅されたＷＤＭ方式光信号を波長分離する。そして、分離した光信号をそれぞれＯＲ７８−１〜７８−３２ で復調して情報を取り出す。
【０１５６】
次に、これら光送信局６８、中継局６９および光受信局７０で使用される光増幅装置９７の構成について説明する。
図１２において、ＭＵＸ７２あるいは前段の中継局６９からのＷＤＭ方式光信号は、光増幅装置９７内のＣＰＬ１６１に入射される。
【０１５７】
ＣＰＬで分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、光スイッチ（以下、「光ＳＷ」と略記する。）１６６に入射される。また、ＣＰＬで分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１０２に入射される。
ＣＰＬ１０２で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２２に入射されて光電変換される。ＰＤ１２２からの出力は、Ａ／Ｄ１３２を介してＡＧＣ１４１に入力される。ＣＰＬ１０２で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＩＳＯ１０３を介してＣＰＬ１０４に入射される。
【０１５８】
また、ＬＤ１２３からのレーザ光は、ＣＰＬ１０４に入射され、前述のＩＯＳ１０３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１０４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１０５に入射される。
ＥＤＦ１０５で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、ＩＳＯ１０６およびＧＥＱ１０７を介してＣＰＬ１０８に入射される。
【０１５９】
ＣＰＬ１０８で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２４に入射されて光電変換される。ＰＤ１２４からの出力は、Ａ／Ｄ１３４を介してＡＧＣ１４１に入力される。ＡＧＣ１４１は、前述のＡ／Ｄ１３２からの出力とこのＡ／Ｄ１３４からの出力とから、ＥＤＦ１０５の利得が制御回路１５１によって指示された所定の利得になるように制御する。
【０１６０】
また、ＣＰＬ１０８で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、Ｄ／Ａ１３９を介してＡＬＣ１４２から入力される信号によって減衰量が制御されるＶＡＴ１０９に入射される。ＶＡＴ１０９からのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１１に入射される。
ＣＰＬ１１１で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２６に入射されて光電変換される。ＰＤ１２６からの出力は、Ａ／Ｄ１３６を介してＡＧＣ１４３に入力される。ＣＰＬ１１１で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＧＥＱ１１２およびＩＳＯ１１３を介してＣＰＬ１１４に入射される。
【０１６１】
ＬＤ１２７からのレーザ光は、ＣＰＬ１１４に入射され、前述のＩＯＳ１１３からのＷＤＭ方式光信号とＣＰＬ１１４で合波される。この合波されたレーザ光とＷＤＭ方式光信号とは、ＥＤＦ１１５に入射される。ＥＤＦ１１５で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１１６に入射される。
ＣＰＬ１１６で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、ＰＤ１２８に入射されて光電変換される。ＰＤ１２８からの出力は、Ａ／Ｄ１３８を介してＡＧＣ１４３、ＡＬＣ１４２および制御回路１６３に入力される。
【０１６２】
ＡＧＣ１４３は、前述のＡ／Ｄ１３６からの出力とこのＡ／Ｄ１３８からの出力とから、ＥＤＦ１１５の利得を計測して、ＥＤＦ１１５の利得が制御回路１５１によって所定の利得になるように制御する。
ＡＬＣ１４２は、このＡ／Ｄ１３８からの出力からＷＤＭ方式光信号の出力光パワーを判断して、制御回路１４５によって指示された所定の出力光パワーになるようＶＡＴ１０９の減衰量を制御する。
【０１６３】
また、ＣＰＬ１１６で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ１６２に入射される。
ＣＰＬ１６２で分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、次段の中継局６６あるいは光受信局６７に伝送すべく光伝送路６２に射出される。ＣＰＬ１６２で分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、光ＳＷ１６６に入射される。
【０１６４】
光ＳＷ１６６は、前述のＣＰＬ１６１からのＷＤＭ方式光信号またはＣＰＬ１６２からのＷＤＭ方式光信号のいずれか一方をスペクトラムアナライザ１６５に入射させる。そのいずれか一方の選択は、制御回路１６３によって制御される。
スペクトラムアナライザ１６５は、入射する光の波長（周波数）とその波長における光の光パワーとを計測して、その結果を制御回路１６３に出力する。制御回路１６３は、スペクトラムアナライザ１６５から得たこの中継局６９に入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルなど、この光通信システムを運用する上で必要な保守情報、状態情報などの情報を監視信号として、前段の光送信局６８における制御回路１６３あるいは前段の中継局６９における制御回路１６３に送信する。また、制御回路１６３は、次段の光受信局７０あるいは次段の中継局６９に入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルなどを含む監視信号を次段の光受信局７０における制御回路１６３あるいは次段の中継局６９における制御回路１６３から受信する。
【０１６５】
また、メモリ１６４は、ＥＤＦ１０５、１１５の利得和とその利得和における傾き（ｄＧ／ｄλ）との関係、光増幅装置９７から光伝送路６２にＷＤＭ方式光信号を射出する際の出力光パワーなどを記憶する。そして、メモリ１６４は、これらの記憶内容を制御回路１６３に出力したり、制御回路１６３で計算された値、各ＰＤ１２２、１２４、１２６、１２８の出力値、スペクトラムアナライザ１６５の出力値、ＡＧＣ１４１、１４３の利得およびＡＬＣ１４２の目標値などを制御回路１６３から受信して記憶したり、その記憶内容を再び制御回路１６３に出力したりする。
【０１６６】
（本発明と第３の実施形態との対応関係）
請求項１、請求項３および請求項４に記載の発明と第３の実施形態との対応関係については、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光増幅装置は光増幅装置９７に対応する。
請求項１、請求項３および請求項４に記載の発明と第３の実施形態との対応関係については、第１光増幅手段はＬＤ１２３とＣＰＬ１０４とＥＤＦ１０５とからなる部分に対応し、光減衰手段はＶＡＴ１０９に対応し、第２光増幅手段はＬＤ１２７とＣＰＬ１１４とＥＤＦ１１５とからなる部分に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、制御手段はＡＧＣ１４１、１４３とＡＬＣ１４２と制御回路１６３とからなる部分に対応する。
【０１６７】
特に、請求項３および請求項４に記載の発明において、光伝送路６２に入射される光のスペクトルを測定する部分は、この中継局６６内の光増幅装置９７から光伝送路６２へ射出されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルを測定するから、この中継局６６内の光増幅装置９７におけるＣＰＬ１６２と光ＳＷ１６６とスペクトラムアナライザ１６５である。そして、光伝送路６２から射出される光のスペクトルを測定する部分は、次段の中継局６９内（光受信局７０内）の光増幅装置９７に光伝送路６２から入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルを測定するから、次段の中継局６９内（光受信局７０内）の光増幅装置９７におけるＣＰＬ１６１と光ＳＷ１６６とスペクトラムアナライザ１６５である。
【０１６８】
請求項９に記載の発明と第３の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信局６８に対応し、光受信装置は光受信局７０に対応し、光伝送路は光伝送路６２に対応し、光中継装置は中継局６９に対応し、光増幅装置は光増幅装置９７に対応する。
（第３の実施形態の作用効果）
次に、第３の実施形態の光通信システムの作用効果について説明する。
【０１６９】
光送信局６８内で生成されたＷＤＭ方式光信号は、光送信局６８内の光増幅装置９７に入射される。
光送信局６８内の光増幅装置９７において、制御回路１６３ｓ は、メモリ１６４ｓ に記憶されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｓ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｓ は、ＰＤ１２８ｓ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｓ の減衰量を調整する。
【０１７０】
そして、制御回路１６３ｓ は、傾きがほぼ平坦になるようにＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ の利得和を求め、この利得和をＥＤＦ１０５ｓ およびＥＤＦ１１５ｓ に配分する。
そして、制御回路１６３ｓ は、ＡＧＣ１４１ｓ にＥＤＦ１０５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｓ は、ＰＤ１２２ｓ 、１２４ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｓ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１７１】
制御回路１６３ｓ は、ＡＧＣ１４３ｓ にＥＤＦ１１５ｓ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｓ は、ＰＤ１２６ｓ 、１２８ｓ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｓ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
また、制御回路１６３ｓ は、ＣＰＬ１６２ｓ からのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ１６５ｓ に入射されるように光ＳＷ１６６ｓ を切り替える。制御回路１６３ｓ は、スペクトラムアナライザ１６５ｓ からこの計測結果を受信する。制御回路１６３ｓ は、スペクトラムアナライザ１６５ｓ から得たＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局６９−１の制御回路１６３ｒｐに送信する。
【０１７２】
このように制御するので、光送信局６８から射出されるＷＤＭ方式光信号は、各チャネルの光パワーがほぼ同一のＷＤＭ方式光信号となって、光伝送路６２−１に射出される。
このＷＤＭ方式光信号は、光伝送路６２−１で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局６９−１では、傾斜のあるＷＤＭ方式光信号が入射される。
【０１７３】
傾斜のあるＷＤＭ方式光信号を受信した中継局６９−１において、制御回路１６３ｒｐは、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
制御回路１６３ｒｐは、メモリ１６４ｒｐに記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長のチャネルと最短波長のチャネルとの波長間隔を計算する。
【０１７４】
また、制御回路１６３ｒｐは、ＣＰＬ１６１からのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ１６５ｒｐに入射されるように光ＳＷ１６６ｒｐを切り替える。制御回路１６３ｒｐは、スペクトラムアナライザ１６５ｒｐから計測結果を受信する。
【０１７５】
そして、制御回路１６３ｒｐは、このスペクトラムアナライザ１６５ｒｐからの計測結果と専用回線を通して受信した信号から得た光送信局６８から射出されたＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報とから、ＷＤＭ方式光信号の波長依存性（傾き）を計算する。この計算結果が補償量ＳＬに相当する。
なお、制御回路１６３ｒｐは、これらのスペクトルから光伝送路６２−１の伝送路長を求め、さらに、これらのスペクトルから（式１）ないし（式４）、および、（式１０）を用いて、補正量ＳＬを計算してもよい。
【０１７６】
制御回路１６３ｒｐは、設定されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒｐに目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒｐは、ＰＤ１２８ｒｐからの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒｐの減衰量を調整する。
ここで、ＡＬＣ１４２ｒｐに目標値である各チャネルの光パワーは、この光通信システムに中継局６２−１を設置する際に、メモリ１６４ｒｐに設定される。
【０１７７】
そして、制御回路１６３ｒｐは、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐの利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐを調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒｐおよびＥＤＦ１１５ｒｐに配分する。
そして、制御回路１６３ｒｐは、ＡＧＣ１４１ｒｐにＥＤＦ１０５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒｐは、ＰＤ１２２ｒｐ、１２４ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２３ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１７８】
制御回路１６３ｒｐは、ＡＧＣ１４３ｒｐにＥＤＦ１１５ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒｐは、ＰＤ１２６ｒｐ、１２８ｒｐの出力を参照しながらＬＤ１２７ｒｐの駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１７９】
したがって、このような光増幅装置９７では、ＡＧＣ１４１ｒｐ、１４３ｒｐによってＥＤＦ１０５ｒｐ、１１５ｒｐの利得がほぼ一定に維持されるので、光増幅装置９７の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。このため、光増幅装置９７から光伝送路６２−２に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１８０】
また、制御回路１６３ｒｐは、ＣＰＬ１６２ｒｐからのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ１６５ｒｐに入射されるように光ＳＷ１６６ｒｐを切り替える。制御回路１６３ｒｐは、スペクトラムアナライザ１６５ｒｐからこの計測結果を受信する。制御回路１６３ｒｐは、スペクトラムアナライザ１６５ｒｐから得たＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局６９−２の制御回路１６３ｒｐに送信する。
【０１８１】
光増幅装置９７からのＷＤＭ方式光信号は、光伝送路６２−２で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局６６−２では、傾斜のあるＷＤＭ方式光信号が入射される。
各中継局６６では、中継局６６−１と同様に動作して順次にＷＤＭ方式光信号を伝送する。この際に、光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱によるＷＤＭ方式光信号の波長依存性は、各中継局の光増幅装置９７で補償される。このため、光増幅装置９７から光伝送路６２に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１８２】
傾斜のあるＷＤＭ方式光信号を受信した光受信局７０において、制御回路１６３ｒ は、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
制御回路１６３ｒ は、メモリ１６４ｒ に記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長のチャネルと最短波長のチャネルとの波長間隔を計算する。
【０１８３】
また、制御回路１６３ｒ は、ＣＰＬ１６１ｒ からのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ１６５ｒ に入射されるように光ＳＷ１６６ｒ を切り替える。制御回路１６３ｒ は、スペクトラムアナライザ１６５ｒ から計測結果を受信する。そして、制御回路１６３ｒ は、このスペクトラムアナライザ１６５ｒ からの計測結果と専用回線を通して受信した信号から得た光送信局６８から射出されたＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報とから、ＷＤＭ方式光信号の波長依存性（傾き）を計算する。この計算結果が補償量ＳＬに相当する。
【０１８４】
制御回路１６３ｒ は、設定されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ１４２ｒ に目標値を出力する。ＡＬＣ１４２ｒ は、ＰＤ１２８ｒ からの出力を参照しながらＶＡＴ１０９ｒ の減衰量を調整する。
ここで、ＡＬＣ１４２ｒ に目標値である各チャネルの光パワーは、この光通信システムに光受信装置を設置する際に、メモリ１６４ｒ に設定される。
【０１８５】
そして、制御回路１６３ｒ は、補正量ＳＬ（傾き）に対応するＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ の利得和を求め、この利得和になるようにＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ を調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１にＥＤＦ１０５ｒ およびＥＤＦ１１５ｒ に配分する。
そして、制御回路１６３ｒ は、ＡＧＣ１４１ｒ にＥＤＦ１０５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４１ｒ は、ＰＤ１２２ｒ 、１２４ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２３ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１０５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１８６】
制御回路１６３ｒ は、ＡＧＣ１４３ｒ にＥＤＦ１１５ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ１４３ｒ は、ＰＤ１２６ｒ 、１２８ｒ の出力を参照しながらＬＤ１２７ｒ の駆動電流の大きさを変更することによって指示された利得になるように制御する。このため、ＥＤＦ１１５ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０１８７】
したがって、このような光増幅装置９７では、ＡＧＣ１４１ｒ 、１４３ｒ によってＥＤＦ１０５ｒ 、１１５ｒ の利得がほぼ一定に維持されるので、光増幅装置９７の利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。このため、光増幅装置９４からＤＥＭＵＸ７７に射出されるＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０１８８】
このように光伝送路６２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償量ＳＬで補償して光ＳＮＲを改善するので、中継間隔を長距離化することができる。そして、光送信局６５と光受信局７０との間も長距離化することができる。
なお、第３の実施形態においては、各中継局６９内の制御回路１６３ｒｐおよび光受信局７０内の制御回路１６３ｒ によって、それぞれ補償量ＳＬを計算したが、図１１（ｂ）に示すように、各中継局６６内の制御回路１６３ｒｐおよび光受信局７０内の制御回路１６３ｒ から、補償量ＳＬを計算するのに必要な光送信局６８から射出されるＷＤＭ方式光信号のスペクトル、各中継局６９に入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトル、各中継局６９から射出されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルおよび光受信局７０に入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルを、一旦光送信局６８内の制御回路１６３ｓ に纏める。さらに、これらのスペクトルの情報をこの光通信システムを統括管理する監視制御回路１７５に集中させ、この監視制御回路１７５で各中継局６９および光受信局７０における補償量を計算させて、その結果を光送信局６８内の制御回路１６３ｓ を介して各中継局６９および光受信局７０に送信するようにしてもよい。
【０１８９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第４の実施形態の構成）
第４の実施形態は、請求項１、および、請求項１０ないし請求項１２ないし請求項１３に記載の発明に対応する光通信システムの実施形態である。
この光伝送システムは、Ｃ−ｂａｎｄの波長帯域（１５３０〜１５７０ｎｍ）とＬ−ｂａｎｄの波長帯域（１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ）とにそれぞれ３２波のＷＤＭ方式光信号を光送信局２０１で生成して、この光信号を複合光増幅装置を備える中継局２０３で多段中継し、光信号局で受信・処理するものである。
【０１９０】
請求項１０に記載の発明では、ＷＤＭ方式光信号を次段の中継局に伝送する際に予め光伝送路の損失波長特性を補償する複合光増幅装置の発明である。一方、請求項１１に記載の発明では、前段の中継局から伝送されて入射されるＷＤＭ方式光信号を伝送してきた光伝送路の損失波長特性で補償する複合光増幅装置の発明である。第４の実施形態では、まず、ＷＤＭ方式光信号を次段の中継局に伝送する際に予め光伝送路の損失波長特性を補償する場合について説明し、前段の中継局から伝送されて入射されるＷＤＭ方式光信号を伝送してきた光伝送路の損失波長特性で補償する場合については、その変形形態として後述する。
【０１９１】
図１３は、第４の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
図１４は、第４の実施形態の光通信システムにおける複合光増幅装置の構成を示す図である。
図１３において、６４個のＯＳ２３１−１〜２３１−６４ のうちの３２個のＯＳ２３１−１〜２３１−３２ は、Ｃ−ｂａｎｄにチャネル１からチャンネル３２に対応する光信号をそれぞれ生成する。生成された各光信号は、ＭＵＸ２３２−１で波長多重されてＣ−ｂａｎｄにおける３２波のＷＤＭ方式光信号となる。このＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、複合光増幅装置２１１に入射される。
【０１９２】
また、６４個のＯＳ２３１−１〜２３１−６４ のうちの３２個のＯＳ２３１−３３ 〜２３１−６４ は、Ｌ−ｂａｎｄにチャネル３３からチャンネル６４に対応する光信号をそれぞれ生成する。生成された各光信号は、ＭＵＸ２３２−２で波長多重されてＬ−ｂａｎｄにおける３２波のＷＤＭ方式光信号となる。このＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、複合光増幅装置２１１に入射される。
【０１９３】
これら複合光増幅装置２１１に入射されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とは、それぞれ後述する補償量ＳＬの波長特性によって光増幅部２３３−１、２３３−２で増幅されてＭＵＸ２３４に入射される。
【０１９４】
これらＭＵＸ２３４に入射したＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とは、このＭＵＸ２３４で波長多重され、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号となって光伝送路２０２−１に射出されて、次段の中継局２０３−１に伝送される。
光伝送路２０２−１を伝送した２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、中継局２０３−１内の複合光増幅装置２１２−１に入射される。
【０１９５】
複合光増幅装置２１２−１に入射された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸであるＷＤＭカプラ２４０（図１４）でＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とに波長分離される。波長分離されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、後述する補償量ＳＬの波長特性によって光増幅部２３５−１で増幅されてＭＵＸであるＷＤＭカプラ２５０（図１４）に入射される。また、波長分離されたＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、後述する補償量ＳＬの波長特性によって光増幅部２３５−２で増幅されてＭＵＸであるＷＤＭカプラ２５０に入射される。
【０１９６】
これらＷＤＭカプラ２５０に入射したＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とは、このＷＤＭカプラ２５０で波長多重され、再び２波長帯域のＷＤＭ方式光信号となって光伝送路２０２−２に射出されて、次段の中継局２０３−２に伝送される。
２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、中継局２０３によって順次に増幅されて光受信局２０４に入射される。
【０１９７】
光受信器２０４に入射された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、複合光増幅装置２１３内のＤＥＭＵＸ２３６に入射され、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とに波長分離される。
波長分離されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、後述する補償量ＳＬの波長特性によって光増幅部２３７−１で増幅されて、ＤＥＭＵＸ２３８−１に入射される。そして、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸ２３８−１でチャネルごとに波長分離され、各チャネルは、それぞれ対応するＯＲ２３９−１〜２３９−３２ に入射されて受信処理される。
【０１９８】
また、波長分離されたＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、後述する補償量ＳＬの波長特性によって光増幅部２３７−２で増幅されて、ＤＥＭＵＸ２３８−２に入射される。そして、Ｌ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸ２３８−２でチャネルごとに波長分離され、各チャネルは、それぞれ対応するＯＲ２３９−３３ 〜２３９−６４ に入射されて受信処理される。
【０１９９】
次に、複合光増幅装置２１１、２１２、２１３について説明するが、まず、複合光増幅装置２１２について説明し、複合光増幅装置２１１、２１３については、複合光増幅装置２１２に対する相違点のみを説明する。
図１４において、複合光増幅装置２１２に入射された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、ＷＤＭカプラ２４０に入射される。ＷＤＭカプラ２４０は、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号をＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とに波長分離する。分離されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ２４１に入射される。
【０２００】
ＣＰＬ２４１で分配された一方の光は、光ＳＷ２６４に入射される。また、ＣＰＬ２４１で分配された他方の光は、ＣＰＬ２４２に入射される。
ＣＰＬ２４２で分配された一方の光は、入射されたＣ−ｂａｎｄの波長帯域を増幅することができる光増幅器２４３に入射され、他方の光は、光増幅器２４３を所定の一定の利得に保持するように制御するＡＧＣ部２５５に入射される。
【０２０１】
光増幅器２４３からの光は、ＣＰＬ２４４に入射される。ＣＰＬ２４４で分配された一方の光は、ＶＡＴ２４５に入射され、他方の光は、ＡＧＣ部２５５に入射される。
【０２０２】
ＡＧＣ部２５５は、ＣＰＬ２４２からの光を受光してその光パワーを検出する。ＡＧＣ部２５５は、ＣＰＬ２４４からの光を受光してその光パワーを検出する。そして、ＡＧＣ部２５５は、これら検出結果から光増幅器２４３の利得を判断し、この利得が制御回路２６１から指示された所定の利得になるように光増幅器２４３を制御する。
【０２０３】
ＶＡＴ２４５で減衰された光は、ＣＰＬ２４６に入射される。ＣＰＬ２４６で分配された一方の光は、入射されたＣ−ｂａｎｄの波長帯域を増幅することができる光増幅器２４７に入射され、他方の光は、光増幅器２４７を所定の一定の利得に保持するように制御するＡＧＣ部２５７に入射される。
光増幅器２４７からの光は、ＣＰＬ２４８に入射される。ＣＰＬ２４８で分配された一方の光は、ＣＰＬ２４９に入射され、他方の光は、ＣＰＬ２５８を介してＡＧＣ部２５７およびＡＬＣ部２５６に入射される。
【０２０４】
ＡＧＣ部２５７は、ＡＧＣ部２５５と同様に、ＣＰＬ２４６からの光とＣＰＬ２４８からの光とを受光してそれぞれの光パワーを検出する。そして、ＡＧＣ部２５７は、これら検出結果から光増幅器２４７の利得を判断し、この利得が制御回路２６１から指示された所定の利得になるように光増幅器２４７を制御する。ＣＰＬ２４９で分配された一方の光は、ＷＤＭカプラ２５０に入射され、他方の光は、光ＳＷ２６４に入射される。
【０２０５】
ＡＬＣ部２５６は、ＣＰＬ２４８およびＣＰＬ２５８を介して入射される光を受光してその光パワーを検出する。ＡＬＣ部２５６は、この検出結果からＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号の出力光パワーを判断して、制御回路２６１によって指示された所定の出力光パワーになるようＶＡＴ２４５の減衰量を制御する。
このようにして２波長帯域のＷＤＭ方式光信号のうちのＣ−ｂａｎｄにあるＷＤＭ方式光信号が増幅される。
【０２０６】
同様に、ＷＤＭカプラ２４０で波長分離されたＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、ＣＰＬ２８１、ＣＰＬ２８２を介して光増幅器２８３に入射され増幅される。増幅された光は、ＣＰＬ２８４を介してＶＡＴ２８５に入射され減衰される。減衰された光は、ＣＰＬ２８６を介して光増幅器２８７に入射され増幅される。増幅された光は、ＣＰＬ２８８およびＣＰＬ２８９を介してＷＤＭカプラ２５０に入射される。
【０２０７】
そして、ＣＰＬ２８１で分配された光は、光ＳＷ２６４に入射される。
ＣＰＬ２８２およびＣＰＬ２８４で分配された光は、ＡＧＣ部２７５に入射され、ＡＧＣ部２７５は、ＡＧＣ部２５５と同様に、これらの光の光パワーから光増幅器２４７の利得を判断し、この利得が制御回路２６１から指示された所定の利得になるように光増幅器２８３を制御する。また、ＣＰＬ２８６およびＣＰＬ２８８で分配された光は、ＡＧＣ部２７７に入射され、ＡＧＣ部２７７は、ＡＧＣ部２５５と同様に、これらの光の光パワーから光増幅器２８７の利得を判断し、この利得が制御回路２６１から指示された所定の利得になるように光増幅器２８７を制御する。
【０２０８】
ＡＬＣ部２７６は、ＣＰＬ２８８およびＣＰＬ２７８を介して入射される光の光パワーからＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号の出力光パワーを判断して、制御回路２６１によって指示された所定の出力光パワーになるようＶＡＴ２８５の減衰量を制御する。
そして、ＣＰＬ２８９で分配された光は、光ＳＷ２６４に入射される。
【０２０９】
光ＳＷ２６４は、ＣＰＬ２４１からの光、ＣＬＰ２４９からの光、ＣＰＬ２８１からの光およびＣＰＬ２８９からの光のうちのいずれか１つを制御回路２６１の制御によって選択してスペクトラムアナライザ２６３に入射させる。
スペクトラムアナライザ２６３は、入射する光の波長（周波数）とその波長における光の光パワーとを計測して、その結果を制御回路２６１に出力する。制御回路２６１は、スペクトラムアナライザ２６３から得たこの中継局２０３に入射されるＣ−ｂａｎｄおよびＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号のスペクトルなど、この光通信システムを運用する上で必要な保守情報、状態情報などの情報を監視信号として、前段の光送信局２０１における制御回路２６１あるいは前段の中継局２０３における制御回路２６１に送信する。また、制御回路２６１は、次段の光受信局２０４あるいは次段の中継局２０３に入射されるＣ−ｂａｎｄおよびＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号のスペクトルなどを含む監視信号を次段の光受信局２０４における制御回路２６１あるいは次段の中継局２０３における制御回路２６１から受信する。
【０２１０】
メモリ２６２は、光増幅器２４３、２４７の利得和とその利得和における傾き（ｄＧ／ｄλ）との関係、光増幅器２８３、２８７の利得和とその利得和における傾き（ｄＧ／ｄλ）との関係、中継局２０３から光伝送路２０２に２波長帯域のＷＤＭ方式光信号を射出する際の出力光パワーなどを記憶する。メモリ２６２は、これらの記憶内容を制御回路２６１に出力したり、制御回路２６１で計算された値、スペクトラムアナライザ２６３の出力値、ＡＧＣ部２５５、２５７、２７５、２７７の利得およびＡＬＣ部２５６、２７６の目標値などを制御回路２６１から受信して記憶したり、その記憶内容を再び制御回路２６１に出力したりする。
【０２１１】
光増幅器２４３、２４７としては、Ｃ−ｂａｎｄの波長帯域を増幅するエルビニウム添加光ファイバ増幅器を利用することができる。また、光増幅器２８３、２８７としては、Ｌ−ｂａｎｄの波長帯域を増幅するゲインシフトエルビウム添加光ファイバ増幅器を利用することができる。なお、これらの主な相違は、エルビウム元素を添加した光ファイバの長さの相違にある。元々、エルビウム添加光ファイバは、１５５０ｎｍ波長帯域と１５８０ｎｍ波長帯域とに増幅帯域を有するが、１５８０ｎｍ波長帯域の増幅率が１５５０ｎｍ波長帯域の増幅率に較べ小さいので、１５８０ｎｍ波長帯域での光増幅を同程度に実現するためには、１５５０ｎｍ波長帯域の光ファイバ増幅器に較べ光ファイバ長を１０倍程度長尺化する必要があるからである。
【０２１２】
光送信局２０１内の複合光増幅装置２１１の構成は、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とは個別に生成されるので、上述の光増幅装置２１２の構成において、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号から各バンドに波長分離するＷＤＭカプラ２４０を備えない構成である。
そして、光受信局２０４内の複合光増幅装置２１３の構成は、増幅されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とは個別に受信処理されるので、上述の複合光増幅装置２１２の構成において、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とを波長合波するＷＤＭカプラ２５０を備えない構成である。
【０２１３】
（本発明と第４の実施形態との対応関係）
請求項１に記載の発明と第４の実施形態との対応関係については、光伝送路は光伝送路２０２に対応し、光増幅装置はそれぞれ光増幅部２３３−１、２３３−２、２３５−１、２３５−２、２３７−１、２３７−２に対応する。特に、光増幅部２３３−１、２３５−１、２３７−１は、ＣＰＬ２４１、２４２、２４４、２４６、２４８、２４９、光増幅器２４３、２４７、ＶＡＴ２４５、ＡＧＣ部２５５、２５７、ＡＬＣ部２５６、メモリ２６２、光ＳＷ２６４、スペクトラムアナライザ２６３および制御回路２６１に相当する。光増幅部２３３−２、２３５−２、２３７−２は、ＣＰＬ２８１、２８２、２８４、２８６、２８８、２８９、光増幅器２８３、２８７、ＶＡＴ２８５、ＡＧＣ部２７５、２７７、ＡＬＣ部２７６、メモリ２６２、光ＳＷ２６４、スペクトラムアナライザ２６３および制御回路２６１に相当する。
【０２１４】
さらに、請求項１に記載の発明と第４の実施形態との対応関係については、第１光増幅手段は光増幅器２４３、２８３に対応し、光減衰手段はＶＡＴ２４５、２８５に対応し、第２光増幅手段は光増幅器２４７、２８７に対応し、光伝送路は光伝送路２０２に対応し、制御手段はＡＧＣ部２５５、２５７、２８３、２８７とＡＬＣ２５６、２７６と制御回路２６１とからなる部分に対応する。
【０２１５】
請求項１５に記載の発明と第４の実施形態との関係については、光増幅部は光増幅部２３３-1、２３３-2、２３５-1、２３５-2、２３７-1、２３７-2、光伝送路は光伝送路２０２に対応する。また、光増幅部の出力を波長多重する波長多重手段はＷＤＭカプラ２５０である。
請求項１０および請求項１２に記載の発明と第４の実施形態との対応関係については、光増幅部は光増幅部２３３-1、２３３-2、２３５-1、２３５-2、２３７-1、２３７-2に対応し、第１光増幅手段は光増幅器２４３、２８３に対応し、光減衰手段はＶＡＴ２４５、２８５に対応し、第２光増幅手段は光増幅器２４７、２７７に対応し、制御手段はＡＧＣ部２５５、２５７、２７５、２７７とＡＬＣ部２５６、２７６と制御回路２６１とからなる部分に対応する。
【０２１６】
特に、請求項１２に記載の発明において、光伝送路２０２に入射される光のスペクトルを測定する部分は、この中継局２０３内（光送信局２０１内）のＷＤＭカプラ２５０から光伝送路２０２へ射出されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルを測定するから、この中継局２０２内の複合光増幅装置２１２におけるＣＰＬ２４９、２８９と光ＳＷ２６４とスペクトラムアナライザ２６３である。そして、光伝送路２０２から射出される光のスペクトルを測定する部分は、次段の中継局２０３内（光受信局２０４内）のＷＤＭカプラ２４０に光伝送路２０２から入射されるＷＤＭ方式光信号のスペクトルを測定するから、次段の中継局２０３内（光受信局２０４内）の複合光増幅装置２１２におけるＣＰＬ２４１、２８１と光ＳＷ２６４とスペクトラムアナライザ２６３である。
【０２１７】
請求項１３に記載の発明と第４の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信局２０１に対応し、光受信装置は光受信局２０４に対応し、光伝送路は光伝送路２０２に対応し、光中継装置は中継局２０３に対応し、複合光増幅装置は複合光増幅装置２１１、２１２、２１３に対応する。
（第４の実施形態の作用効果）
次に、第４の実施形態の光通信システムの作用効果について説明する。
【０２１８】
光送信局２０１内で生成されたＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、光増幅部２３３−１に入射され、生成されたＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、光増幅部２３３−２に入射される。
光増幅部２３３−１において、制御回路２６１ｓ は、メモリ２６２ｓ に記憶されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ部２５６ｓ に目標値を出力する。ＡＬＣ部２５６ｓ は、ＣＰＬ２４８ｓ 、２５８ｓ を介して入射される光の光パワーを参照しながらＶＡＴ２４５ｓ の減衰量を調整する。
【０２１９】
そして、制御回路２６１ｓ は、傾きがほぼ平坦になるように光増幅器２４３ｓ および光増幅器２４７ｓ の利得和を求め、この利得和を光増幅器２４３ｓ および光増幅器２４７ｓ に配分する。
そして、制御回路２６１ｓ は、ＡＧＣ部２５５ｓ およびＡＧＣ部２５７ｓ にそれぞれ利得を指示する。ＡＧＣ部２５５ｓ は、ＣＰＬ２４２ｓ およびＣＰＬ２４４ｓ から入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４３ｓ の利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４３ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。ＡＧＣ部２５７ｓ は、ＣＰＬ２４６ｓ およびＣＰＬ２４８ｓ から入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４７ｓ の利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４７ｓ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０２２０】
このように制御するので、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号は、各チャネルの光パワーがほぼ同一のＷＤＭ方式光信号となって、ＷＤＭカプラ２５０ｓ に射出される。
同様に、Ｌ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号についても、光増幅部２３３−２において、制御回路２６１ｓ 、ＡＧＣ部２７５ｓ 、２７７ｓ およびＡＬＣ部２７６ｓ によって各チャネルの光パワーがほぼ同一のＷＤＭ方式光信号となって、ＷＤＭカプラ２５０ｓ に射出される。
【０２２１】
なお、ＷＤＭカプラ２５０において、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号に対する損失とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号に対する損失とに差があるときは、制御回路２６１ｓ は、その差を考慮してＡＬＣ部２５６ｓ 、２７６ｓ にそれぞれ目標値を指示する。
制御回路２６１ｓ は、ＣＰＬ２４９ｓ からのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｓ に入射されるように光ＳＷ２６４ｓ を切り替える。制御回路２６１ｓ は、スペクトラムアナライザ２６３ｓ からこの計測結果を受信する。さらに、制御回路２６１ｓ は、ＣＰＬ２８９ｓ からのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｓ に入射されるように光ＳＷ２６４ｓ を切り替え、制御回路２６１ｓ は、スペクトラムアナライザ２６３ｓ からこの計測結果を受信する。
【０２２２】
そして、制御回路２６１ｓ は、スペクトラムアナライザ２６３ｓ から得たＣ−ｂａｎｄおよびＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局２０３−１の制御回路２６１ｒｐに送信する。
【０２２３】
このように制御するので、光送信局２０１から射出される２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、各チャネルの光パワーがほぼ同一のＷＤＭ方式光信号となって、光伝送路２０２−１に射出される。
この２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、光伝送路２０２−１で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局２０３−１では、傾斜のある２波長帯域のＷＤＭ方式光信号が入射される。入射された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、ＷＤＭカプラ２４０で各バンドに波長分離される。
【０２２４】
傾斜のある２波長帯域のＷＤＭ方式光信号を受信した中継局２０３−１において、制御回路２６１ｒｐは、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
制御回路２６１ｒｐは、メモリ２６２ｒｐに記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長のチャネルと最短波長のチャネルとの波長間隔を計算する。
【０２２５】
制御回路２６１ｒｐは、ＣＰＬ２４１ｒｐからのＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒｐに入射されるように光ＳＷ２６４ｒｐを切り替える。制御回路２６１ｒｐは、スペクトラムアナライザ２６３ｒｐから計測結果を受信する。さらに、制御回路２６１ｒｐは、ＣＰＬ２８１ｒｐからのＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒｐに入射されるように光ＳＷ２６４ｒｐを切り替え、スペクトラムアナライザ２６３ｒｐから計測結果を受信する。
【０２２６】
制御回路２６１ｒｐは、このスペクトラムアナライザ２６３ｒｐからの計測結果と専用回線を通して受信した信号から得た光送信局２０１から射出された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報とから、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号の波長依存性（傾き）を計算する。この計算結果が補償量ＳＬに相当する。
なお、制御回路２６１ｒｐは、これらのスペクトルから光伝送路２０２−１の伝送路長を求め、さらに、これらのスペクトルから（式１）ないし（式４）、および、（式１０）を用いて、補正量ＳＬを計算してもよい。
【０２２７】
制御回路２６１ｒｐは、設定されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ２５６ｒｐ、２７６ｒｐに目標値を出力する。ＡＬＣ部２５６ｒｐは、ＣＰＬ２４８ｒｐ、２５８ｒｐを介して入射される光の光パワーを参照しながらＶＡＴ２４５ｒｐの減衰量を調整する。ＡＬＣ部２７６ｒｐは、ＣＰＬ２８８ｒｐ、２７８ｒｐを介して入射される光の光パワーを参照しながらＶＡＴ２８５ｒｐの減衰量を調整する。
【０２２８】
ここで、ＡＬＣ部２５６ｒｐ、２７６ｒｐの目標値である各チャネルの光パワーは、この光通信システムに中継局２０２−１を設置する際に、メモリ２６２ｒｐに設定される。特に、各チャネルの光パワーは、光伝送路２０２において非線形光学効果を起こさず且つ次段の中継局２０２まで充分に伝送することができる値に設定される。
【０２２９】
そして、制御回路２６１ｒｐは、補正量ＳＬ（傾き）に対応する光増幅器２４３ｒｐおよび光増幅器２４７ｒｐの利得和を求め、この利得和になるように光増幅器２４３ｒｐおよび光増幅器２４７ｒｐを調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１に光増幅器２４３ｒｐおよび光増幅器２４７ｒｐに配分する。
そして、制御回路２６１ｒｐは、光増幅器２４３ｒｐおよび光増幅器２４７ｒｐの利得の和を一定に維持して且つ補正量ＳＬの傾きになるそれぞれの利得の組み合わせをメモリ２６２ｒｐに記憶されている利得Ｇと傾きとの関係から設定する。
【０２３０】
制御回路２６１ｒｐは、ＡＧＣ部２５５ｒｐに光増幅器２４３ｒｐの利得を指示する。ＡＧＣ部２５５ｒｐは、ＣＰＬ２４２ｒｐおよびＣＰＬ２４４ｒｐから入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４３ｒｐの利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４３ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。ＡＧＣ部２７５ｒｐは、ＣＰＬ２４６ｒｐおよびＣＰＬ２４８ｒｐから入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４７ｒｐの利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４７ｒｐの利得は、ほぼ一定に維持される。
【０２３１】
したがって、このような複合光増幅装置２１２−１では、ＡＧＣ部２５５ｒｐ、２５７ｒｐによって光増幅器２４３ｒｐ、２４７ｒｐの利得がほぼ一定に維持されるので、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号における利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
同様に、Ｌ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号についても、光増幅部２３５−２において、制御回路２６１ｓ 、ＡＧＣ部２７５ｒｐ、２７７ｒｐおよびＡＬＣ部２７６ｒｐによってＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号における利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
【０２３２】
このため、複合光増幅装置２１２−１（中継局２０３−１）から光伝送路２０２−２に射出される２波長帯域のＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
【０２３３】
また、制御回路２６１ｒｐは、ＣＰＬ２４９ｒｐからのＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒｐに入射されるように光ＳＷ２６４ｒｐを切り替え、スペクトラムアナライザ２６３ｒｐからこの計測結果を受信する。さらに、制御回路２６１ｒｐは、ＣＰＬ２８９ｒｐからのＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒｐに入射されるように光ＳＷ２６４ｒｐを切り替え、スペクトラムアナライザ２６３ｒｐからこの計測結果を受信する。
【０２３４】
そして、制御回路２６１ｒｐは、スペクトラムアナライザ２６３ｒｐから得た各バンドのＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報、最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号および多重数をこの光通信システムを運用する上で必要な保守情報などとともに専用回線を用いて次段の中継局２０２−２の制御回路２６１ｒｐに送信する。
【０２３５】
中継局２０３−１からの２波長帯域のＷＤＭ方式光信号は、光伝送路２０２−２で伝送損失と誘導ラマン散乱によって各チャネルの光パワーが不均一となる。このため、中継局２０３−２では、傾斜のある２波長帯域のＷＤＭ方式光信号が入射される。
各中継局２０３では、中継局２０３−１と同様に動作して順次に２波長帯域のＷＤＭ方式光信号を伝送する。この際に、光伝送路２０２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱による２波長帯域のＷＤＭ方式光信号の波長依存性は、各中継局の複合光増幅装置２１２で補償される。
【０２３６】
このため、中継局２０３から光伝送路２０２に射出される２波長帯域のＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
傾斜のある２波長帯域のＷＤＭ方式光信号を受信した光受信局２０４において、制御回路２６１ｒ は、専用回線を通して受信した信号から最短波長のチャネル番号と最長波長のチャネル番号とを判断する。
【０２３７】
制御回路２６１ｒ は、メモリ２６２ｒ に記憶されている各チャネルの波長を用いて最長波長のチャネルの波長から最短波長のチャネルの波長を引いて、最長波長のチャネルと最短波長のチャネルとの波長間隔を計算する。
また、制御回路２６１ｒ は、ＣＰＬ２４１ｒ からのＣ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒ に入射されるように光ＳＷ２６４ｒ を切り替え、スペクトラムアナライザ２６３ｒ から計測結果を受信する。そして、制御回路２６１ｒ は、ＣＰＬ２８１ｒ からのＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号がスペクトラムアナライザ２６３ｒ に入射されるように光ＳＷ２６４ｒ を切り替え、スペクトラムアナライザ２６３ｒ から計測結果を受信する。
【０２３８】
制御回路２６１ｒ は、このスペクトラムアナライザ２６３ｒ からの計測結果と専用回線を通して受信した信号から得た前段の中継局２０３−ｍから射出された２波長帯域のＷＤＭ方式光信号のスペクトルの情報とから、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号の波長依存性（傾き）を計算する。この計算結果が補償量ＳＬに相当する。
【０２３９】
制御回路２６１ｒ は、設定されている各チャネルの光パワーになるようにＡＬＣ２５６ｒ 、２７６ｒ に目標値を出力する。ＡＬＣ部２５６ｒ は、ＣＰＬ２４８ｒ 、２５８ｒ を介して入射される光の光パワーを参照しながらＶＡＴ２４５ｒ の減衰量を調整する。ＡＬＣ部２７６ｒ は、ＣＰＬ２８８ｒ 、２７８ｒ を介して入射される光の光パワーを参照しながらＶＡＴ２８５ｒ の減衰量を調整する。
【０２４０】
ここで、ＡＬＣ部２５６ｒ 、２７６ｒ の目標値である各チャネルの光パワーは、この光通信システムに光受信装置を設置する際に、メモリ２６２ｒ に設定される。特に、各チャネルの光パワーは、ＤＥＭＵＸ２３８−１、２３８−２の損失を考慮してＯＲ２３９−１〜２３９−６４ に最適な光パワーが入射されるように設定される。
【０２４１】
そして、制御回路２６１ｒ は、補正量ＳＬ（傾き）に対応する光増幅器２４３ｒ および光増幅器２４７ｒ の利得和を求め、この利得和になるように光増幅器２４３ｒ および光増幅器２４７ｒ を調整する。この調整は、例えば、利得和を２：１に光増幅器２４３ｒ および光増幅器２４７ｒ に配分する。
そして、制御回路２６１ｒ は、ＡＧＣ部２５５ｒ に光増幅器２４３ｒ の利得を指示する。ＡＧＣ部２５５ｒ は、ＣＰＬ２４２ｒ およびＣＰＬ２４４ｒ から入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４３ｒ の利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４３ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。ＡＧＣ部２７５ｒ は、ＣＰＬ２４６ｒ およびＣＰＬ２４８ｒ から入射される各光の光パワーを参照しながら光増幅器２４７ｒ の利得を指示された利得になるように制御する。このため、光増幅器２４７ｒ の利得は、ほぼ一定に維持される。
【０２４２】
したがって、このような複合光増幅装置２１２−１では、ＡＧＣ部２５５ｒ 、２５７ｒ によって光増幅器２４３ｒ 、２４７ｒ の利得がほぼ一定に維持されるので、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号における利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
同様に、Ｌ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号についても、光増幅部２３５−２において、制御回路２６１ｓ 、ＡＧＣ部２７５ｒ 、２７７ｒ およびＡＬＣ部２７６ｒ によってＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号における利得波長特性を補償量ＳＬにすることができる。
【０２４３】
このため、複合光増幅装置２１３からＤＥＭＵＸ２３８−１、２３８−２に射出される各バンドにおける各チャネルの光ＳＮＲは、ほぼ同一になる。
このように光伝送路２０２で生じる伝送損失および誘導ラマン散乱を補償量ＳＬで補償して光ＳＮＲを改善するので、中継間隔を長距離化することができる。そして、光送信局２０１と光受信局２０４との間も長距離化することができる。
【０２４４】
なお、第４の実施形態においては、前段の中継局２０３（光送信局２０１）から射出される２波長帯域のＷＤＭ方式光信号のスペクトルを受信して、２波長帯域のＷＤＭ方式光信号に光伝送路２０２で生じた損失波長特性を各中継局２０３および光受信局２０４で補償したが、予め各中継局２０３および光送信局２０１で補償してから光伝送路２０２に２波長帯域のＷＤＭ方式光信号を射出するようにしてもよい。この場合には、予め補償する中継局２０３（光送信局２０１）では、後段の中継局２０３（光受信局２０４）に入射される２波長帯域のＷＤＭ方式光信号のスペクトルを受信するようにする。
【０２４５】
この構成が、請求項１１に対応する第４の実施形態の変形形態である。
また、第４の実施形態においては、各中継局２０３内の制御回路２６１rpおよび光受信局２０４内の制御回路２６１r によって、それぞれ補償量ＳＬを計算したが、各中継局２０２内の制御回路２６１rpおよび光受信局２０４内の制御回路２６１r から、補償量ＳＬを計算するのに必要なスペクトルの情報を、一旦光送信局２０１内の制御回路２６１s に纏める。さらに、これらのスペクトルの情報をこの光通信システムを統括管理する監視制御回路に集中させ、この監視制御回路で各中継局２０３および光受信局２０４における補償量を計算させて、その結果を光送信局２０１内の制御回路２６１s を介して各中継局２０３および光受信局２０４に送信するようにしてもよい。
【０２４６】
なお、第１の実施形態ないし第４の実施形態においては、補償量ＳＬを各実施形態における制御回路１４５、１５１、１６３、２６１および監視制御回路１７０、１７５で計算したが、予め伝送距離、多重数に応じて補償量ＳＬを計算しておきこの計算結果をテーブルとして用意しておいてもよい。例えば、図１５に一例を示す。
【０２４７】
図１５は、伝送路長および多重数（チャネル数）に応じた補償量ＳＬのテーブルを示す図である。
図１５（ａ）は、第１の実施形態ないし第３の実施形態に利用することができる補償量ＳＬのテーブルであり、図１５（ｂ）は、第４の実施形態に利用することができる補償量ＳＬのテーブルである。ここで、図１５を作成するに当たって、各チャネルの光パワーは、光通信システムの設計の際に設定される値なので、多重数および伝送路長に依らず所定の一定値としている。
【０２４８】
第１の実施形態ないし第３の実施形態に利用される補償量ＳＬのテーブルは、図１５（ａ）に示すように、多重数を一定範囲の多重数ごとに区切り、伝送距離も一定範囲の伝送距離ごとに区切る。そして、この補償量ＳＬのテーブルは、区切られた一定範囲の多重数および区切られた一定範囲の伝送距離のすべての組み合わせに対してそれぞれ補償量ＳＬが設定されている。
【０２４９】
また、第４の実施形態に利用される補償量ＳＬのテーブルは、図１５（ｂ）に示すように、Ｃ−ｂａｎｄおよびＬ−ｂａｎｄにおいて、多重数を一定範囲の多重数ごとに区切り、伝送距離も一定範囲の伝送距離ごとに区切る。そして、この補償量ＳＬのテーブルは、Ｃ−ｂａｎｄにおける区切られた一定範囲の多重数および区切られた一定範囲の伝送距離並びにＬ−ｂａｎｄにおける区切られた一定範囲の多重数および区切られた一定範囲の伝送距離のすべての組み合わせに対して補償量ＳＬが設定されている。
【０２５０】
このような補償量ＳＬのテーブルは、メモリ１４６、１５２、１６４、２６２に記憶しておき、制御回路１４５、１５１、１６３、２６１および監視制御回路１７０、１７５は、補償量ＳＬを計算する代わりにこの補償量ＳＬのテーブルを参照して多重数および伝送距離に対応する補償量ＳＬを検索するようにしてもよい。補償量ＳＬのテーブルを利用することによって、計算する必要がないので、制御回路１４５、１５１、１６３、２６１および監視制御回路１７０、１７５の負担を軽くすることができ、光増幅装置９０、９１、９２、９４、９７および複合光増幅装置２１１、２１２、２１３を迅速に制御することができる。
【０２５１】
そして、第１の実施形態ないし第３の実施形態においては、ＷＤＭ方式光信号が３２波を波長多重する場合について、第４の実施形態においては、６４波を多重する場合について説明したが、これに限定されるものではない。ＷＤＭ方式光信号の多重数は、任意の多重数（チャネル数）でよい。
【０２５２】
また、第１の実施形態ないし第４の実施形態においては、光送信局６１、６５、６８、２０１と光受信局６４、６７、７０、２０４との間でＷＤＭ方式光信号の多重数が変わらない場合について説明したが、ＷＤＭ方式光信号からチャネルを分岐・挿入する光分岐挿入装置（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を２局間に備える光通信システムにおいても、（式１）ないし（式１０）が成り立つので、本発明にかかる光増幅装置を利用することができる。そして、同様の理由によりリングネットワークにも本発明にかかる光増幅装置を利用することができる。
【０２５３】
さらに、第４の実施形態においては、Ｃ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とＬ−ｂａｎｄのＷＤＭ方式光信号とを波長多重した２波長帯域のＷＤＭ方式光信号について説明したが、これに限定されるものではない。複数且つ任意の波長帯域におけるＷＤＭ方式光信号を波長多重したｎ波長帯域のＷＤＭ方式光信号にも利用することができる。例えば、Ｃ−ｂａｎｄとＳ^＋−ｂａｎｄ（１４５０ｎｍ〜１４９０ｎｍ）とを波長多重してもよい。この場合において、Ｓ^＋−ｂａｎｄの波長帯域を増幅する光増幅器として、ツリウム添加光ファイバ増幅器（ｔｈｕｌｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ）を利用することができる。
【０２５４】
また、第１の実施形態ないし第４の実施形態において、中継局がＷＤＭ方式光信号から所定の光信号を分岐・挿入するＡＤＭ（ａｄｄ／ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）機能を持つ場合では、補償量（ＳＬ）の計算においてこのチャネル数の変化も考慮される。また、このチャネル数の情報は、例えば、ＯＳＣなどを用いて各局に送信すればよい。
【０２５５】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項８に記載の発明では、光伝送路の損失波長特性を光増幅装置の利得波長特性で補償するので、ＷＤＭ方式光信号を受信する光受信局において各チャネルの光ＳＮＲをほぼ同一にすることでができる。さらに、伝送距離を長距離化することができる。
【０２５６】
そして、請求項１０ないし請求項１２に記載の発明では、光伝送路の損失波長特性を複合光増幅装置の利得波長特性で補償するので、ＷＤＭ方式光信号を受信する光受信局において各チャネルの光ＳＮＲをほぼ同一にすることでができる。さらに、伝送距離を長距離化することができる。
また、請求項９および請求項１３に記載の発明では、光伝送路の損失波長特性を利得波長特性で補償する光増幅装置および複合光増幅装置を中継局における光増幅器として用いるので、広波長帯域化および伝送距離の長距離化を可能にすることができる。
【０２５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１ないし請求項８に記載の発明の原理構成を示す図である。
【図２】請求項１ないし請求項１３に記載の発明における利得波長特性と損失波長特性との関係を説明するための図である。
【図３】光増幅手段の利得と利得波長特性との関係を示す図である。
【図４】請求項１０ないし請求項１３に記載の発明の原理構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態の光通信システムの構成とＷＤＭ方式光信号のスペクトルを示す図である。
【図６】第１の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態の光通信システムにおいて、中継局が４個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲとを示す図である。
【図８】従来の光増幅装置を用いた中継局が４個の場合のレベルダイヤおよび光ＳＮＲを示す図である。
【図９】第２の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
【図１１】第３の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の光通信システムにおける光増幅装置の構成を示す図である。
【図１３】第４の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
【図１４】第４の実施形態の光通信システムにおける複合光増幅装置の構成を示す図である。
【図１５】伝送路長および多重数（チャネル数）に応じた補償量ＳＬのテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１０、９０、９１、９２、９４、９７ 光増幅装置
１１、１２、２５、２６、６２、２０２ 光伝送路
１５、３５ 第１光増幅手段
１６、３６ 光減衰手段
１７、３７ 第２光増幅手段
１８、３８ 制御手段
２０、２１１、２１２、２１３ 複合光増幅装置
２１、２３３、２３５、２３７ 光増幅部
６１、６５、６８、２０１ 光送信局
６３、６６、６９、２０３ 中継局
６４、６７、７０、２０４ 光受信局
１０５、１１５ エルビウム添加光ファイバ
１２２、１２４、１２６、１２８、１２９ ＰＤ
１２３、１２７ ＬＤ
１４１、１４３ ＡＧＣ
１４２ ＡＬＣ
１４５、１５１、１６３、２６１ 制御回路
１４６、１５２、１６４、２６２ メモリ
１６５，２６３ スペクトラムアナライザ
１７０、１７５ 監視制御回路
２４０、２５０ ＷＤＭカプラ
２４３、２４７、２８３、２８７ 光増幅器
２５５、２５７、２７５、２７７ ＡＧＣ部
２５６、２７６ ＡＬＣ部

Claims (13)

1. 光を増幅する第１光増幅手段と、
   該第１光増幅手段で増幅された光を減衰する光減衰手段と、
   該光減衰手段で減衰された光を増幅して光伝送路に射出する第２光増幅手段と、
   該光減衰手段の減衰量を調整する制御手段とを備える光増幅装置であり、
   該制御手段は、該光増幅装置の利得波長特性が該光伝送路の損失波長特性を補償するように調整すること
   を特徴とする光増幅装置。
2. 光伝送路から入射される光を増幅する第１光増幅手段と、
   該第１光増幅手段で増幅された光を減衰する光減衰手段と、
   該光減衰手段で減衰された光を増幅する第２光増幅手段と、
   該光減衰手段の減衰量を調整する制御手段とを備える光増幅装置であり、
   該制御手段は、該光増幅装置の利得波長特性が該光伝送路の損失波長特性を補償するように調整すること
   を特徴とする光増幅装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとの差分に応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
4. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとの差分に応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、前記光伝送路の伝送路長に応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
6. 請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、前記光伝送路に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分から前記光伝送路の伝送路長を求めて該求めた伝送路長に応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
7. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、前記光伝送路の伝送路長、前記波長分割多重方式光信号の多重数および前記光伝送路に入射される光の光パワーに応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
8. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を増幅する請求項１又は請求項２に記載の光増幅装置において、
   前記損失波長特性は、前記光伝送路の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、前記光伝送路に入射される光の平均光パワーと射出される光の平均光パワーとの差分から前記光伝送路の伝送路長を求め、求めた前記伝送路長、前記波長分割多重方式光信号の多重数および前記光伝送路に入射される光の光パワーに応じて求められること
   を特徴とする光増幅装置。
9. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を生成する光送信装置と、前記波長分割多重方式光信号を受信・処理する光受信装置と、前記光送信装置と前記光受信装置との間で前記波長分割多重方式光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路に挿入され前記波長分割多重方式光信号を増幅する光中継装置とを備える光通信システ ムにおいて、
   前記光送信装置、光中継装置および光受信装置は、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光増幅装置を備えること
   を特徴とする光通信システム。
10. 光を増幅することができる波長帯域が互いに異なる複数の光増幅部の出力を波長多重して光伝送路に出力する複合光増幅装置において、
    前記複数の光増幅部は、それぞれ増幅すべき光を前記光伝送路が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅し、
    前記複数の光増幅部のそれぞれは、
    光を増幅する第１光増幅手段と、
    該第１光増幅手段で増幅された光を減衰する光減衰手段と、
    該光減衰手段で減衰された光を増幅する第２光増幅手段と、
    該光減衰手段の減衰量を調整する制御手段とを備え、
    該制御手段は、該光増幅部の利得波長特性が該光伝送路の損失波長特性を補償するように調整すること
    を特徴とする複合光増幅装置。
11. 光伝送路からの光を互いに異なる複数の波長帯域ごとに分離して該波長帯域に対応する複数の光増幅部で前記波長帯域ごとに増幅する複合光増幅装置において、
    前記複数の光増幅部は、それぞれ増幅すべき光を前記光伝送路が持つ損失波長特性を補償する利得波長特性で増幅し、
    前記複数の光増幅部のそれぞれは、
    光を増幅する第１光増幅手段と、
    該第１光増幅手段で増幅された光を減衰する光減衰手段と、
    該光減衰手段で減衰された光を増幅する第２光増幅手段と、
    該光減衰手段の減衰量を調整する制御手段とを備え、
    該制御手段は、該光増幅部の利得波長特性が該光伝送路の損失波長特性を補償するように調整すること
    を特徴とする複合光増幅装置。
12. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を増幅する請求項８又は請求項９又は請求項１０又は請求項１１に記載の複合光増幅装置において、
    前記損失波長特性は、前記光伝送路の伝送損失および誘導ラマン散乱による損失波長特性であって、前記光伝送路に入射される光のスペクトルと射出される光のスペクトルとに応じて求められること
    を特徴とする複合光増幅装置。
13. 複数の光信号を多重された波長分割多重方式光信号を生成する光送信装置と、前記波長分割多重方式光信号を受信・処理する光受信装置と、前記光送信装置と前記光受信装置との間で前記波長分割多重方式光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路に挿入され前記波長分割多重方式光信号を増幅する光中継装置とを備える光通信システムにおいて、
    前記光送信装置、光中継装置および光受信装置は、請求項１０又は請求項１１又は請求項１２に記載の複合光増幅装置を備えること
    を特徴とする光通信システム。

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