JP3833564B2 - ラマン増幅を用いた光ファイバ伝送のための方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラマン増幅を用いた光ファイバ伝送のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋｍ）な石英系の光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化されている。また、光ファイバにおける損失を補償して長距離の伝送を可能にするために、光信号又は信号光を増幅するための光増幅器が実用に供されている。
【０００３】
従来知られているのは、増幅されるべき信号光が供給される光増幅媒体と、光増幅媒体が信号光の波長を含む利得帯域を提供するように光増幅媒体をポンピング（励起）するポンピングユニットとから構成される光増幅器である。
【０００４】
例えば、石英系ファイバで損失が小さい波長１．５５μｍ帯の信号光を増幅するために、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が開発されている。ＥＤＦＡは、光増幅媒体としてエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）と、予め定められた波長を有するポンプ光をＥＤＦに供給するためのポンプ光源とを備えている。０．９８μｍ帯あるいは１．４８μｍ帯の波長を有するポンプ光を用いることによって、波長１．５５μｍを含む利得帯域が得られる。
【０００５】
光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）がある。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、異なる波長を有する複数の光キャリアが用いられる。各光キャリアを独立に変調することによって得られた複数の光信号が光マルチプレクサにより波長分割多重され、その結果得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路に送出される。受信側では、受けたＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサによって個々の光信号に分離され、各光信号に基づいて伝送データが再生される。従って、ＷＤＭを適用することによって、多重数に応じて１本の光ファイバにおける伝送容量を増大させることができる。
【０００６】
このように、光増幅器を線形中継器として用いることによって、従来の再生中継器を用いる場合と比較して、中継器内における部品点数を大幅に削減して、信頼性を確保すると共に、大幅なコストダウンが可能になる。
【０００７】
最近では、ＥＤＦＡに加えてあるいはＥＤＦＡに代えて、更なる低雑音化及び広帯域化が可能なラマン増幅を用いた光中継器の適用が盛んに検討されている。ラマン増幅では一般的に光ファイバ伝送路として使用される光ファイバが光増幅媒体として使用され、その光ファイバにポンプ光が供給される。ラマン増幅で用いられるポンプ光源としては、ハイパワーなものが要求されるので、近年におけるレーザダイオード（ＬＤ）の高出力化及び高効率化は、ラマン増幅による光中継器の実用化を加速させるものと予想されている。また、光中継器を用いずに光ファイバ伝送路の端からポンピングを行う遠隔増幅法においても、一般的な光ファイバを光増幅媒体として使用するラマン増幅は、分布型増幅システムを提供する上で有用である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単一のポンプ光を用いたラマン増幅プロセスでは、得られる利得帯域（利得が生じる帯域）が比較的狭いので、実用的には複数の異なる波長のポンプ光源が用いられ、それにより利得帯域の拡大が図られる。しかし、ラマン増幅プロセスはポンプ光から信号光へのパワーの変換によるものであるので、利得帯域に含まれる信号光のパワーに応じて得られる利得が変動することになる。
【０００９】
例えば、ＷＤＭ信号光の中継にラマン増幅を用いる場合、波長分割多重のチャネル数が変化した場合に総パワーが変化し、得られる利得が変化することになる。具体的には、二つのポンプ光源が用いられている場合、一方のポンプ光源により得られる利得帯域に含まれる波長を有する光信号群に対する利得と、他方のポンプ光源により得られる利得帯域に含まれる波長を有する光信号群に対する利得が異なることとなり、例えば大きな利得を得た光信号群に対して生じることのある非線形現象によりその光信号群の伝送特性が劣化することがある。
【００１０】
この伝送特性の劣化を防止するために、信号光により監視信号をラマン中継器に送って複数のポンプ光源の稼動バランスを調節すること等が提案されているが、この場合、監視信号の伝送に信号光を用いているために、伝送可能な信号数等に制約が生じるという問題がある。
【００１１】
よって、本発明の目的は、伝送されるべき信号光を用いることなしにラマン増幅プロセスを制御することができる方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は以下の説明から明らかになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によると、信号光を伝送する光ファイバ伝送路を提供する第１のステップと、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器を前記光ファイバ伝送路の途中に設ける第２のステップと、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置を前記光ファイバ伝送路の一端に設ける第３のステップと、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する第４のステップと、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する第５のステップとを備え、前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、前記第４のステップは、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出するステップと、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させるステップとを含み、前記第５のステップは、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップを含む方法が提供される。
【００１４】
この方法によると、受信側の端局装置からのポンプ光によりラマン中継器を制御するようにしているので、従来技術のように信号光により制御する場合における問題が生じない。
【００１５】
本発明の他の側面によると、信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、前記光ファイバ伝送路の途中に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器と、前記光ファイバ伝送路の一端に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置とを備え、前記端局装置は、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する手段を含み、前記ラマン中継器は、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する手段を含み、前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、前記伝送する手段は、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出する手段と、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させる手段とを含み、前記制御する手段は、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段を含む装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照すると、本発明に適用可能なラマン増幅器のブロック図が示されている。光ファイバ伝送路走路２の途中には光カプラ４が設けられており、この光カプラ４にはもう一つの光カプラ６を介して二つのレーザダイオード（ＬＤ）８（＃１及び＃２）が接続されている。レーザダイオード８（＃１及び＃２）はポンプ光を出力するポンプ源として機能し、制御回路１０によってここでは一定のポンプ光を出力するように制御されている。
【００１８】
レーザダイオード８（＃１及び＃２）から出力されたポンプ光は、光カプラ６によって同一光路上に集められ、光カプラ４を介して光ファイバ伝送路２に信号光の伝搬方向と逆方向に導入される。信号光が伝搬している光ファイバ伝送路２にポンプ光が供給されると、ポンプ光の波長と信号光の波長の相対関係に応じて利得が生じ、ポンプ光のパワーが信号光のパワーに変換されて信号光が増幅される。
【００１９】
図２を参照すると、図１に示されるラマン増幅器により得られる利得帯域が示されている。縦軸は利得、横軸は光の波長である。レーザダイオード８（＃１及び＃２）の発振波長は異なり、これにより異なる利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２が得られている。ここでは、レーザダイオード８（＃１）に対応する利得帯域ＧＢ１が相対的に短波長側に、又、レーザダイオード８（＃２）に対応する利得帯域ＧＢ２が相対的に長波長側に出現している。尚、ポンプ光のパワーに応じて得られる利得は変化する。
【００２０】
今、図３の（Ａ）に示されるように、図２に示される利得帯域ＧＢ１に含まれる光信号群Ｓ１と利得帯域ＧＢ２に含まれる光信号群Ｓ２とが同数である場合に実質的に同じ利得が与えられるようにレーザダイオード８（＃１及び＃２）の出力パワーが調節されているとする。このとき、図３（Ｂ）に示されるように、利得帯域ＧＢ２に含まれる光信号群の数がＳ２〜Ｓ２´に示されるように減少したとすると、レーザダイオード８（＃１及び＃２）の出力パワーが一定である限りは光信号群Ｓ２´に与えられる利得が相対的に大きくなる。
【００２１】
異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重するＷＤＭシステムでは、しばしばこのようなアンバランスな信号数での運用があり、前述のように与えられる利得が信号数に応じて変化すると、例えば、相対的にパワーが高い光信号の伝送特性がファイバ中での非線形現象により劣化したりすることがある。
【００２２】
このような問題を避けるために、図１に示されるレーザダイオード８（＃１及び＃２）が遠隔制御される。即ち、システムの運用条件に応じて光ファイバ伝送路２の端に接続される端局装置からの遠隔制御によって、制御回路１０の駆動条件が調節されるのである。
【００２３】
従来、このような遠隔制御のために、光信号にトーン信号を重畳してその周波数或いはバースト信号により監視制御を行うようにしていたら、この場合、トーン信号を利得帯域で用いるために信号数が制約されることがあるというのは前述したとおりである。
【００２４】
図４を参照すると、本発明による装置（システム）の実施形態が示されている。この装置は、光ファイバ伝送路２の一端に送信局としての端局装置１２を接続し、その他端に受信局としての端局装置１４を接続して構成されている。光ファイバ伝送路２の途中には単一または複数のラマン中継器１６が設けられている。
【００２５】
端局装置１２には各々光信号を出力する複数の光送信機が内蔵されており、出力された複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路２に送出される。光ファイバ伝送路２を伝搬しつつ減衰したＷＤＭ信号光はラマン中継器１６により増幅されて端局装置１４までパワーを保って伝送される。端局装置１４では、光受信機１８が伝送されてきたＷＤＭ信号光を各光信号に分離した後に電気信号に変換する。
【００２６】
伝送されてきたＷＤＭ信号光の一部は光カプラ１９により分離され、光スペクトラムアナライザ２０によってスペクトルが測定され、その結果は制御回路２２に供給される。
【００２７】
端局装置１４近傍の光ファイバ伝送路２におけるＷＤＭ信号光の損失を補償するために、この実施形態では、端局装置１４にもラマン増幅器としての機能が付与されている。即ち、ポンプ源としてのレーザダイオード２４（＃１及び＃２）からのポンプ光が光カプラ２６により加え合わされて、光カプラ２８を介して光ファイバ伝送路２にＷＤＭ信号光と逆向きに供給される。
【００２８】
レーザダイオード２４（＃１及び＃２）にはそれぞれ直流制御回路３０（＃１及び＃２）から駆動電流が供給されており、レーザダイオード２４（＃１及び＃２）と直流制御回路３０（＃１及び＃２）の間にはそれぞれ交流重畳回路３２（＃１及び＃２）が設けられている。交流重畳回路３２（＃１及び＃２）では、制御回路２２からそれぞれ周波数ｆ１及びｆ２の周波数成分が駆動電流に重畳される。
【００２９】
直流制御回路３０（＃１及び＃２）からそれぞれレーザダイオード２４（＃１及び＃２）に供給される直流駆動電流の大きさは、光スペクトラムアナライザ２０によって測定されたＷＤＭ信号光のスペクトルが例えば均一になるように制御回路２２によって制御される。
【００３０】
また、駆動電流に重畳される周波数成分ｆ１及びｆ２は例えば図２に示される利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２に含まれる光信号のレベルに応じてそれぞれ決定される。これにより、端局装置１４で受けたＷＤＭ信号光のスペクトルが反映された制御信号または監視信号をポンプ光により端局装置１４の上流側に伝送することができる。即ち、ラマン増幅プロセスにおけるポンプ光のパワーは大きいので、複数のラマン中継器１６の監視制御に端局装置１４からのポンプ光を用いることができるのである。
【００３１】
図５の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図４に示されるレーザダイオード２４（＃１及び＃２）から光ファイバ伝送路２に送出されるポンプ光の波形図である。それぞれのポンプ光が周波数成分ｆ１及びｆ２により振幅変調（強度変調）されていることがわかる。ここで周波数成分ｆ１及びｆ２は異なる値で且つ異なる帯域に設定される。
【００３２】
図６を参照すると、周波数成分ｆ１及びｆ２の存在範囲の一例が示されている。ここでは、符号３０で示されるように周波数成分ｆ１は相対的に低周波数側に設定され、符号３２で示されるように周波数成分ｆ２は相対的に高周波数側にせっていされている。尚、周波数成分ｆ１及びｆ２をこのように異なる帯域に設定しているのは、ポンプ光による制御信号を受けるラマン中継器１６（図４参照）で周波数成分ｆ１及びｆ２の分離を容易にするためである。
【００３３】
図７は本発明によるラマン中継器の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、図１に示される構成と対比して、端局装置１４（図４参照）からのポンプ光による制御信号に基き動作する監視制御ユニット３４が付加的に設けられている点で特徴付けられる。
【００３４】
端局装置１４からのポンプ光は光ファイバ伝送路２でＷＤＭ信号光の増幅に寄与した後にも残留しており、その一部が光カプラ３６により分岐され、フォトディテクタ（ＰＤ）３８により電気信号に変換される。フォトディテクタ３８の出力はフィルタ４０（＃１及び＃２）に供給される。フィルタ（＃１及び＃２）の各々としては帯域通過フィルタが使用され、各通過帯域は例えば図６に示される帯域３０及び３２に対応するように設定されている。
【００３５】
従って、フィルタ４０（＃１及び＃２）を通過した信号には周波数成分ｆ１及びｆ２が反映されている。周波数成分ｆ１及びｆ２はそれぞれコンパレータ４２（＃１及び＃２）によりデジタル信号に変換され、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）によりｆ１及びｆ２が測定される。そして、測定されたｆ１及びｆ２に基いて直流制御回路４６（＃１及び＃２）がそれぞれポンプ源としてのレーザダイオード８（＃１及び＃２）の駆動電流を制御する。
【００３６】
図８の（Ａ）及び（Ｂ）を用いてレーザダイオード８（＃１及び＃２）の駆動電流の制御形態について説明する。図８の（Ａ）に示されるように、コンパレータ４２（＃１及び＃２）から出力される周波数が増えるのに従って、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）の出力電圧は増大する。また、図８の（Ｂ）に示されるように、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）の出力電圧が増えるのに従って、直流制御回路４６（＃１及び＃２）からレーザダイオード８（＃１及び＃２）に供給される駆動電流は増大する。従って、この関係を考慮して、光スペクトラムアナライザ２０（図４参照）で測定されるスペクトルと、レーザダイオード２４（＃１及び＃２）の駆動電流に重畳する周波数成分ｆ１及びｆ２との関係を定めておくことによって、例えば、伝送されたＷＤＭ信号光のスペクトルが一定になるように各ラマン中継器１６の利得特性を制御することができる。
【００３７】
次に、ラマン中継器１６が複数ある場合における制御の例を図９により説明する。端局装置１４から出力されたｆ１周波数成分を含むポンプ光Ｐ１及びｆ２成分を含むポンプ光Ｐ２は光ファイバ伝送路により端局装置１２に向けて伝送される。その途中で複数のラマン中継器１６の制御にｆ１及びｆ２周波数成分が用いられる。各中継器における制御の態様は前述した通りである。
【００３８】
例えば図１０の（Ａ）に示されるように利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２が等しく設定されている場合に、運用条件の変化等により、図１０の（Ｂ）に示されるように、利得帯域ＧＢ１よりも利得帯域ＧＢ２の方が大きくなることがある。この場合には、前述した制御の例では、図１０の（Ｃ）に示されるように、ｆ１周波数成分を低周波数側に変化させるかあるいはｆ２周波数成分を高周波数側に変化させることにより利得帯域ＧＢ２を相対的に大きくして、最適な利得帯域のバランスを得ることができる。
【００３９】
この制御のフローを図１１によりより特定的に説明する。先ずステップ１０１では、光スペクトラムアナライザ２０により、端局装置１４が受信したＷＤＭ信号光のスペクトルデータが読み込まれる。次いでステップ１０２では、必要な利得制御量が算出される。次いでステップ１０３では、その時点で維持されている現状の利得制御量との比較が行われる。そして、その比較の結果、一致している場合にはステップ１０４に進み、現状の周波数成分（前記実施形態ではｆ１及びｆ２）が維持され、一致していない場合にはステップ１０５に進み、レーザダイオード毎に駆動電流に重畳される周波数成分が必要量だけ変化させられる。
【００４０】
このような制御を行うことにより、例えばＷＤＭ信号光の波長チャネルの変化にかかわらず常に一定の利得特性を各ラマン中継器１６において得ることができる。
【００４１】
図１２は本発明に適用可能な他のラマン中継器のブロック図である。ここでは、光ファイバ伝送路２をポンピングするためのポンプ光を出力する複数のレーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）が用いられており、これに伴い監視制御ユニット３４Ａの構成部品も増設されている。レーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）から出力されたポンプ光は光マルチプレクサ（ＭＵＸ）４８により波長分割多重されて光カプラ４を介して光ファイバ伝送路２にＷＤＭ信号光と逆向きに供給される。
【００４２】
この実施形態においても、レーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）の個数Ｎ分の周波数成分を端局装置１４で用いることによって、前実施形態と同様に、ＷＤＭ信号光の波長チャネルの変化にかかわらず常に一定の利得特性を各ラマン中継器１６において得ることができる。
【００４３】
図１３は本発明に適用可能な更に他のラマン中継器のブロック図である。ここでは、送信側の端局装置１２（図４参照）からのＳＶ信号（監視信号）をラマン中継器１６で受けるための改変が施されている。ＳＶ信号は例えばＷＤＭ信号光の全部あるいは一部にトーン信号を重畳することによって生成することができる。
【００４４】
光ファイバ伝送路２により伝送されてきたＷＤＭ信号光は、光カプラ３６Ａにより分岐され、フォトディテクタ５０によって電気信号に変換されてＳＶ制御回路５２に供給される。そして、このＳＶ信号によりラマン中継器１６の制御を行うことができる。
【００４５】
例えば、ＳＶ信号に基きＳＶ制御回路５２が直流制御回路４６（＃１及び＃２）にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を送ることにより、必要に応じてラマン増幅を一時的に中止することができ、システムの異常時の対処等を容易に実施することができる。
【００４６】
以上説明した実施形態では、複数のレーザダイオードの駆動電流を制御するための複数の周波数成分を電気段で分離するようにしているが、光ファイバ伝送路２から分岐されたポンプ光をフォトディテクタ３８により電気信号に変換する前に光の段階で例えば光帯域通過フィルタを用いることによって分離してもよい。
【００４７】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００４８】
（付記１） 信号光を伝送する光ファイバ伝送路を提供する第１のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器を前記光ファイバ伝送路の途中に設ける第２のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置を前記光ファイバ伝送路の一端に設ける第３のステップと、
前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する第４のステップと、
前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する第５のステップとを備えた方法。
【００４９】
（付記２） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含む付記１記載の方法。
【００５０】
（付記３） 前記第４のステップは、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調するステップを含み、前記第５のステップは、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換するステップと、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出するステップとを含む付記２記載の方法。
【００５１】
（付記４） 前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光である請求項１記載の方法。
【００５２】
（付記５） 前記第４のステップは、端局装置が受けた前期ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出するステップと、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させるステップとを含み、
前記第５のステップは、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップを含む付記４記載の方法。
【００５３】
（付記６） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含み、
前記第４のステップは、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を前記検出されたスペクトルに従って互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調するステップを含み、
前記第５のステップは、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換するステップと、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出するステップと、前記検出された第１及び第２の周波数成分に従って前記ラマン増幅器の第１及び第２のレーザダイオードを制御するステップとを含む付記５記載の方法。
【００５４】
（付記７） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する複数のポンプ光をそれぞれ出力する複数のレーザダイオードを含む付記１記載の方法。
【００５５】
（付記８） 前記ラマン中継器は複数のラマン中継器である付記１記載の方法。
【００５６】
（付記９） 監視信号を出力する第２の端局装置を前記光ファイバ伝送路の前記端局装置が設けられるのと反対側に設けるステップと、
前記監視信号に基き前記ラマン中継器を制御するステップとを更に備えた付記１記載の方法。
【００５７】
（付記１０） 前記監視信号は前記信号光に重畳されている付記９記載の方法。
【００５８】
（付記１１） 信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路の途中に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器と、
前記光ファイバ伝送路の一端に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置とを備え、
前記端局装置は、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する手段を含み、
前記ラマン中継器は、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する手段を含む装置。
【００５９】
（付記１２） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含む付記１１記載の装置。
【００６０】
（付記１３） 前記伝送する手段は、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調する手段を含み、
前記制御する手段は、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換する手段と、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出する手段とを含む付記１２記載の装置。
【００６１】
（付記１４） 前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光である請求項１１記載の装置。
【００６２】
（付記１５） 前記伝送する手段は、端局装置が受けた前期ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出する手段と、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させる手段とを含み、
前記制御する手段は、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段を含む付記１４記載の装置。
【００６３】
（付記１６） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含み、
前記伝送する手段は、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を前記検出されたスペクトルに従って互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調する手段を含み、
前記制御する手段は、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換する手段と、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出する手段と、前記検出された第１及び第２の周波数成分に従って前記ラマン増幅器の第１及び第２のレーザダイオードを制御する手段とを含む付記１５記載の装置。
【００６４】
（付記１７） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する複数のポンプ光をそれぞれ出力する複数のレーザダイオードを含む付記１１記載の装置。
【００６５】
（付記１８） 前記ラマン中継器は複数のラマン中継器である付記１１記載の装置。
【００６６】
（付記１９） 前記光ファイバ伝送路の前記端局装置が設けられるのと反対側に設けられ、監視信号を出力する第２の端局装置を更に備え、
前記ラマン中継器は、前記監視信号に基き前記ラマン中継器を制御する手段を更に含む付記１１記載の装置。
【００６７】
（付記２０） 前記第２の端局装置は前記監視信号を前記信号光に重畳する手段を含む付記１９記載の装置。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、伝送されるべき信号光を用いることなしにラマン増幅プロセスを制御することができる方法及び装置の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に適用可能なラマン増幅器のブロック図である。
【図２】図２は図１に示されるラマン増幅器により得られる利得帯域を説明するための図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は波長チャネル数が変化した場合における利得の変化を説明するための図である。
【図４】図４は本発明による装置（システム）の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）はポンプ光に重畳される周波数成分を説明するための図である。
【図６】図６はポンプ光に重畳される周波数成分の帯域を説明するための図である。
【図７】図７は本発明に適用可能なラマン中継器のブロック図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は図７に示されるラマン中継器における制御を説明するための図である。
【図９】図９はラマン中継器が複数ある場合における制御の例を説明するための装置のブロック図である。
【図１０】図１０の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は利得帯域の制御を説明するための図である。
【図１１】図１１は利得帯域の制御のフォローチャートである。
【図１２】図１２は本発明に適用可能な他のラマン中継器のブロック図である。
【図１３】図１３は本発明に適用可能な更に他のラマン中継器のブロック図である。
【符号の説明】
２ 光ファイバ伝送路
１２，１４ 端局装置
１６ ラマン中継器
１８ 光受信機
２０ 光スペクトラムアナライザ
２２ 制御回路
３４ 監視制御ユニット
３８ フォトディテクタ
４０ フィルタ
４２ コンパレータ
４４ 周波数カウンタ
４６ 直流制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明はラマン増幅を用いた光ファイバ伝送のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋｍ）な石英系の光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、光ファイバを伝送路とする光通信システムが実用化されている。また、光ファイバにおける損失を補償して長距離の伝送を可能にするために、光信号又は信号光を増幅するための光増幅器が実用に供されている。
【０００３】
従来知られているのは、増幅されるべき信号光が供給される光増幅媒体と、光増幅媒体が信号光の波長を含む利得帯域を提供するように光増幅媒体をポンピング（励起）するポンピングユニットとから構成される光増幅器である。
【０００４】
例えば、石英系ファイバで損失が小さい波長１．５５μｍ帯の信号光を増幅するために、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が開発されている。ＥＤＦＡは、光増幅媒体としてエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）と、予め定められた波長を有するポンプ光をＥＤＦに供給するためのポンプ光源とを備えている。０．９８μｍ帯あるいは１．４８μｍ帯の波長を有するポンプ光を用いることによって、波長１．５５μｍを含む利得帯域が得られる。
【０００５】
光ファイバによる伝送容量を増大させるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）がある。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、異なる波長を有する複数の光キャリアが用いられる。各光キャリアを独立に変調することによって得られた複数の光信号が光マルチプレクサにより波長分割多重され、その結果得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路に送出される。受信側では、受けたＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサによって個々の光信号に分離され、各光信号に基づいて伝送データが再生される。従って、ＷＤＭを適用することによって、多重数に応じて１本の光ファイバにおける伝送容量を増大させることができる。
【０００６】
このように、光増幅器を線形中継器として用いることによって、従来の再生中継器を用いる場合と比較して、中継器内における部品点数を大幅に削減して、信頼性を確保すると共に、大幅なコストダウンが可能になる。
【０００７】
最近では、ＥＤＦＡに加えてあるいはＥＤＦＡに代えて、更なる低雑音化及び広帯域化が可能なラマン増幅を用いた光中継器の適用が盛んに検討されている。ラマン増幅では一般的に光ファイバ伝送路として使用される光ファイバが光増幅媒体として使用され、その光ファイバにポンプ光が供給される。ラマン増幅で用いられるポンプ光源としては、ハイパワーなものが要求されるので、近年におけるレーザダイオード（ＬＤ）の高出力化及び高効率化は、ラマン増幅による光中継器の実用化を加速させるものと予想されている。また、光中継器を用いずに光ファイバ伝送路の端からポンピングを行う遠隔増幅法においても、一般的な光ファイバを光増幅媒体として使用するラマン増幅は、分布型増幅システムを提供する上で有用である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単一のポンプ光を用いたラマン増幅プロセスでは、得られる利得帯域（利得が生じる帯域）が比較的狭いので、実用的には複数の異なる波長のポンプ光源が用いられ、それにより利得帯域の拡大が図られる。しかし、ラマン増幅プロセスはポンプ光から信号光へのパワーの変換によるものであるので、利得帯域に含まれる信号光のパワーに応じて得られる利得が変動することになる。
【０００９】
例えば、ＷＤＭ信号光の中継にラマン増幅を用いる場合、波長分割多重のチャネル数が変化した場合に総パワーが変化し、得られる利得が変化することになる。具体的には、二つのポンプ光源が用いられている場合、一方のポンプ光源により得られる利得帯域に含まれる波長を有する光信号群に対する利得と、他方のポンプ光源により得られる利得帯域に含まれる波長を有する光信号群に対する利得が異なることとなり、例えば大きな利得を得た光信号群に対して生じることのある非線形現象によりその光信号群の伝送特性が劣化することがある。
【００１０】
この伝送特性の劣化を防止するために、信号光により監視信号をラマン中継器に送って複数のポンプ光源の稼動バランスを調節すること等が提案されているが、この場合、監視信号の伝送に信号光を用いているために、伝送可能な信号数等に制約が生じるという問題がある。
【００１１】
よって、本発明の目的は、伝送されるべき信号光を用いることなしにラマン増幅プロセスを制御することができる方法及び装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は以下の説明から明らかになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によると、信号光を伝送する光ファイバ伝送路を提供する第１のステップと、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器を前記光ファイバ伝送路の途中に設ける第２のステップと、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置を前記光ファイバ伝送路の一端に設ける第３のステップと、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する第４のステップと、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する第５のステップとを備え、前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、前記第４のステップは、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出するステップと、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させるステップとを含み、前記第５のステップは、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップを含む方法が提供される。
【００１４】
この方法によると、受信側の端局装置からのポンプ光によりラマン中継器を制御するようにしているので、従来技術のように信号光により制御する場合における問題が生じない。
【００１５】
本発明の他の側面によると、信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、前記光ファイバ伝送路の途中に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器と、前記光ファイバ伝送路の一端に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置とを備え、前記端局装置は、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する手段を含み、前記ラマン中継器は、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する手段を含み、前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、前記伝送する手段は、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出する手段と、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させる手段とを含み、前記制御する手段は、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段を含む装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照すると、本発明に適用可能なラマン増幅器のブロック図が示されている。光ファイバ伝送路走路２の途中には光カプラ４が設けられており、この光カプラ４にはもう一つの光カプラ６を介して二つのレーザダイオード（ＬＤ）８（＃１及び＃２）が接続されている。レーザダイオード８（＃１及び＃２）はポンプ光を出力するポンプ源として機能し、制御回路１０によってここでは一定のポンプ光を出力するように制御されている。
【００１８】
レーザダイオード８（＃１及び＃２）から出力されたポンプ光は、光カプラ６によって同一光路上に集められ、光カプラ４を介して光ファイバ伝送路２に信号光の伝搬方向と逆方向に導入される。信号光が伝搬している光ファイバ伝送路２にポンプ光が供給されると、ポンプ光の波長と信号光の波長の相対関係に応じて利得が生じ、ポンプ光のパワーが信号光のパワーに変換されて信号光が増幅される。
【００１９】
図２を参照すると、図１に示されるラマン増幅器により得られる利得帯域が示されている。縦軸は利得、横軸は光の波長である。レーザダイオード８（＃１及び＃２）の発振波長は異なり、これにより異なる利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２が得られている。ここでは、レーザダイオード８（＃１）に対応する利得帯域ＧＢ１が相対的に短波長側に、又、レーザダイオード８（＃２）に対応する利得帯域ＧＢ２が相対的に長波長側に出現している。尚、ポンプ光のパワーに応じて得られる利得は変化する。
【００２０】
今、図３の（Ａ）に示されるように、図２に示される利得帯域ＧＢ１に含まれる光信号群Ｓ１と利得帯域ＧＢ２に含まれる光信号群Ｓ２とが同数である場合に実質的に同じ利得が与えられるようにレーザダイオード８（＃１及び＃２）の出力パワーが調節されているとする。このとき、図３（Ｂ）に示されるように、利得帯域ＧＢ２に含まれる光信号群の数がＳ２〜Ｓ２´に示されるように減少したとすると、レーザダイオード８（＃１及び＃２）の出力パワーが一定である限りは光信号群Ｓ２´に与えられる利得が相対的に大きくなる。
【００２１】
異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重するＷＤＭシステムでは、しばしばこのようなアンバランスな信号数での運用があり、前述のように与えられる利得が信号数に応じて変化すると、例えば、相対的にパワーが高い光信号の伝送特性がファイバ中での非線形現象により劣化したりすることがある。
【００２２】
このような問題を避けるために、図１に示されるレーザダイオード８（＃１及び＃２）が遠隔制御される。即ち、システムの運用条件に応じて光ファイバ伝送路２の端に接続される端局装置からの遠隔制御によって、制御回路１０の駆動条件が調節されるのである。
【００２３】
従来、このような遠隔制御のために、光信号にトーン信号を重畳してその周波数或いはバースト信号により監視制御を行うようにしていたら、この場合、トーン信号を利得帯域で用いるために信号数が制約されることがあるというのは前述したとおりである。
【００２４】
図４を参照すると、本発明による装置（システム）の実施形態が示されている。この装置は、光ファイバ伝送路２の一端に送信局としての端局装置１２を接続し、その他端に受信局としての端局装置１４を接続して構成されている。光ファイバ伝送路２の途中には単一または複数のラマン中継器１６が設けられている。
【００２５】
端局装置１２には各々光信号を出力する複数の光送信機が内蔵されており、出力された複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路２に送出される。光ファイバ伝送路２を伝搬しつつ減衰したＷＤＭ信号光はラマン中継器１６により増幅されて端局装置１４までパワーを保って伝送される。端局装置１４では、光受信機１８が伝送されてきたＷＤＭ信号光を各光信号に分離した後に電気信号に変換する。
【００２６】
伝送されてきたＷＤＭ信号光の一部は光カプラ１９により分離され、光スペクトラムアナライザ２０によってスペクトルが測定され、その結果は制御回路２２に供給される。
【００２７】
端局装置１４近傍の光ファイバ伝送路２におけるＷＤＭ信号光の損失を補償するために、この実施形態では、端局装置１４にもラマン増幅器としての機能が付与されている。即ち、ポンプ源としてのレーザダイオード２４（＃１及び＃２）からのポンプ光が光カプラ２６により加え合わされて、光カプラ２８を介して光ファイバ伝送路２にＷＤＭ信号光と逆向きに供給される。
【００２８】
レーザダイオード２４（＃１及び＃２）にはそれぞれ直流制御回路３０（＃１及び＃２）から駆動電流が供給されており、レーザダイオード２４（＃１及び＃２）と直流制御回路３０（＃１及び＃２）の間にはそれぞれ交流重畳回路３２（＃１及び＃２）が設けられている。交流重畳回路３２（＃１及び＃２）では、制御回路２２からそれぞれ周波数ｆ１及びｆ２の周波数成分が駆動電流に重畳される。
【００２９】
直流制御回路３０（＃１及び＃２）からそれぞれレーザダイオード２４（＃１及び＃２）に供給される直流駆動電流の大きさは、光スペクトラムアナライザ２０によって測定されたＷＤＭ信号光のスペクトルが例えば均一になるように制御回路２２によって制御される。
【００３０】
また、駆動電流に重畳される周波数成分ｆ１及びｆ２は例えば図２に示される利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２に含まれる光信号のレベルに応じてそれぞれ決定される。これにより、端局装置１４で受けたＷＤＭ信号光のスペクトルが反映された制御信号または監視信号をポンプ光により端局装置１４の上流側に伝送することができる。即ち、ラマン増幅プロセスにおけるポンプ光のパワーは大きいので、複数のラマン中継器１６の監視制御に端局装置１４からのポンプ光を用いることができるのである。
【００３１】
図５の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図４に示されるレーザダイオード２４（＃１及び＃２）から光ファイバ伝送路２に送出されるポンプ光の波形図である。それぞれのポンプ光が周波数成分ｆ１及びｆ２により振幅変調（強度変調）されていることがわかる。ここで周波数成分ｆ１及びｆ２は異なる値で且つ異なる帯域に設定される。
【００３２】
図６を参照すると、周波数成分ｆ１及びｆ２の存在範囲の一例が示されている。ここでは、符号３０で示されるように周波数成分ｆ１は相対的に低周波数側に設定され、符号３２で示されるように周波数成分ｆ２は相対的に高周波数側にせっていされている。尚、周波数成分ｆ１及びｆ２をこのように異なる帯域に設定しているのは、ポンプ光による制御信号を受けるラマン中継器１６（図４参照）で周波数成分ｆ１及びｆ２の分離を容易にするためである。
【００３３】
図７は本発明によるラマン中継器の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、図１に示される構成と対比して、端局装置１４（図４参照）からのポンプ光による制御信号に基き動作する監視制御ユニット３４が付加的に設けられている点で特徴付けられる。
【００３４】
端局装置１４からのポンプ光は光ファイバ伝送路２でＷＤＭ信号光の増幅に寄与した後にも残留しており、その一部が光カプラ３６により分岐され、フォトディテクタ（ＰＤ）３８により電気信号に変換される。フォトディテクタ３８の出力はフィルタ４０（＃１及び＃２）に供給される。フィルタ（＃１及び＃２）の各々としては帯域通過フィルタが使用され、各通過帯域は例えば図６に示される帯域３０及び３２に対応するように設定されている。
【００３５】
従って、フィルタ４０（＃１及び＃２）を通過した信号には周波数成分ｆ１及びｆ２が反映されている。周波数成分ｆ１及びｆ２はそれぞれコンパレータ４２（＃１及び＃２）によりデジタル信号に変換され、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）によりｆ１及びｆ２が測定される。そして、測定されたｆ１及びｆ２に基いて直流制御回路４６（＃１及び＃２）がそれぞれポンプ源としてのレーザダイオード８（＃１及び＃２）の駆動電流を制御する。
【００３６】
図８の（Ａ）及び（Ｂ）を用いてレーザダイオード８（＃１及び＃２）の駆動電流の制御形態について説明する。図８の（Ａ）に示されるように、コンパレータ４２（＃１及び＃２）から出力される周波数が増えるのに従って、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）の出力電圧は増大する。また、図８の（Ｂ）に示されるように、周波数カウンタ４４（＃１及び＃２）の出力電圧が増えるのに従って、直流制御回路４６（＃１及び＃２）からレーザダイオード８（＃１及び＃２）に供給される駆動電流は増大する。従って、この関係を考慮して、光スペクトラムアナライザ２０（図４参照）で測定されるスペクトルと、レーザダイオード２４（＃１及び＃２）の駆動電流に重畳する周波数成分ｆ１及びｆ２との関係を定めておくことによって、例えば、伝送されたＷＤＭ信号光のスペクトルが一定になるように各ラマン中継器１６の利得特性を制御することができる。
【００３７】
次に、ラマン中継器１６が複数ある場合における制御の例を図９により説明する。端局装置１４から出力されたｆ１周波数成分を含むポンプ光Ｐ１及びｆ２成分を含むポンプ光Ｐ２は光ファイバ伝送路により端局装置１２に向けて伝送される。その途中で複数のラマン中継器１６の制御にｆ１及びｆ２周波数成分が用いられる。各中継器における制御の態様は前述した通りである。
【００３８】
例えば図１０の（Ａ）に示されるように利得帯域ＧＢ１及びＧＢ２が等しく設定されている場合に、運用条件の変化等により、図１０の（Ｂ）に示されるように、利得帯域ＧＢ１よりも利得帯域ＧＢ２の方が大きくなることがある。この場合には、前述した制御の例では、図１０の（Ｃ）に示されるように、ｆ１周波数成分を低周波数側に変化させるかあるいはｆ２周波数成分を高周波数側に変化させることにより利得帯域ＧＢ２を相対的に大きくして、最適な利得帯域のバランスを得ることができる。
【００３９】
この制御のフローを図１１によりより特定的に説明する。先ずステップ１０１では、光スペクトラムアナライザ２０により、端局装置１４が受信したＷＤＭ信号光のスペクトルデータが読み込まれる。次いでステップ１０２では、必要な利得制御量が算出される。次いでステップ１０３では、その時点で維持されている現状の利得制御量との比較が行われる。そして、その比較の結果、一致している場合にはステップ１０４に進み、現状の周波数成分（前記実施形態ではｆ１及びｆ２）が維持され、一致していない場合にはステップ１０５に進み、レーザダイオード毎に駆動電流に重畳される周波数成分が必要量だけ変化させられる。
【００４０】
このような制御を行うことにより、例えばＷＤＭ信号光の波長チャネルの変化にかかわらず常に一定の利得特性を各ラマン中継器１６において得ることができる。
【００４１】
図１２は本発明に適用可能な他のラマン中継器のブロック図である。ここでは、光ファイバ伝送路２をポンピングするためのポンプ光を出力する複数のレーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）が用いられており、これに伴い監視制御ユニット３４Ａの構成部品も増設されている。レーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）から出力されたポンプ光は光マルチプレクサ（ＭＵＸ）４８により波長分割多重されて光カプラ４を介して光ファイバ伝送路２にＷＤＭ信号光と逆向きに供給される。
【００４２】
この実施形態においても、レーザダイオード８（＃１〜＃Ｎ）の個数Ｎ分の周波数成分を端局装置１４で用いることによって、前実施形態と同様に、ＷＤＭ信号光の波長チャネルの変化にかかわらず常に一定の利得特性を各ラマン中継器１６において得ることができる。
【００４３】
図１３は本発明に適用可能な更に他のラマン中継器のブロック図である。ここでは、送信側の端局装置１２（図４参照）からのＳＶ信号（監視信号）をラマン中継器１６で受けるための改変が施されている。ＳＶ信号は例えばＷＤＭ信号光の全部あるいは一部にトーン信号を重畳することによって生成することができる。
【００４４】
光ファイバ伝送路２により伝送されてきたＷＤＭ信号光は、光カプラ３６Ａにより分岐され、フォトディテクタ５０によって電気信号に変換されてＳＶ制御回路５２に供給される。そして、このＳＶ信号によりラマン中継器１６の制御を行うことができる。
【００４５】
例えば、ＳＶ信号に基きＳＶ制御回路５２が直流制御回路４６（＃１及び＃２）にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を送ることにより、必要に応じてラマン増幅を一時的に中止することができ、システムの異常時の対処等を容易に実施することができる。
【００４６】
以上説明した実施形態では、複数のレーザダイオードの駆動電流を制御するための複数の周波数成分を電気段で分離するようにしているが、光ファイバ伝送路２から分岐されたポンプ光をフォトディテクタ３８により電気信号に変換する前に光の段階で例えば光帯域通過フィルタを用いることによって分離してもよい。
【００４７】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００４８】
（付記１） 信号光を伝送する光ファイバ伝送路を提供する第１のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器を前記光ファイバ伝送路の途中に設ける第２のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置を前記光ファイバ伝送路の一端に設ける第３のステップと、
前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する第４のステップと、
前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する第５のステップとを備えた方法。
【００４９】
（付記２） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含む付記１記載の方法。
【００５０】
（付記３） 前記第４のステップは、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調するステップを含み、前記第５のステップは、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換するステップと、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出するステップとを含む付記２記載の方法。
【００５１】
（付記４） 前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光である請求項１記載の方法。
【００５２】
（付記５） 前記第４のステップは、端局装置が受けた前期ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出するステップと、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させるステップとを含み、
前記第５のステップは、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップを含む付記４記載の方法。
【００５３】
（付記６） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含み、
前記第４のステップは、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を前記検出されたスペクトルに従って互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調するステップを含み、
前記第５のステップは、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換するステップと、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出するステップと、前記検出された第１及び第２の周波数成分に従って前記ラマン増幅器の第１及び第２のレーザダイオードを制御するステップとを含む付記５記載の方法。
【００５４】
（付記７） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する複数のポンプ光をそれぞれ出力する複数のレーザダイオードを含む付記１記載の方法。
【００５５】
（付記８） 前記ラマン中継器は複数のラマン中継器である付記１記載の方法。
【００５６】
（付記９） 監視信号を出力する第２の端局装置を前記光ファイバ伝送路の前記端局装置が設けられるのと反対側に設けるステップと、
前記監視信号に基き前記ラマン中継器を制御するステップとを更に備えた付記１記載の方法。
【００５７】
（付記１０） 前記監視信号は前記信号光に重畳されている付記９記載の方法。
【００５８】
（付記１１） 信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路の途中に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器と、
前記光ファイバ伝送路の一端に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置とを備え、
前記端局装置は、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する手段を含み、
前記ラマン中継器は、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する手段を含む装置。
【００５９】
（付記１２） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含む付記１１記載の装置。
【００６０】
（付記１３） 前記伝送する手段は、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調する手段を含み、
前記制御する手段は、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換する手段と、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出する手段とを含む付記１２記載の装置。
【００６１】
（付記１４） 前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光である請求項１１記載の装置。
【００６２】
（付記１５） 前記伝送する手段は、端局装置が受けた前期ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出する手段と、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させる手段とを含み、
前記制御する手段は、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段を含む付記１４記載の装置。
【００６３】
（付記１６） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する第１及び第２のポンプ光をそれぞれ出力する第１及び第２のレーザダイオードを含み、
前記伝送する手段は、前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を前記検出されたスペクトルに従って互いに異なる第１及び第２の周波数成分でそれぞれ変調する手段を含み、
前記制御する手段は、前記端局装置からのポンプ光を電気信号に変換する手段と、前記電気信号に基き前記第１及び第２の周波数成分を検出する手段と、前記検出された第１及び第２の周波数成分に従って前記ラマン増幅器の第１及び第２のレーザダイオードを制御する手段とを含む付記１５記載の装置。
【００６４】
（付記１７） 前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有する複数のポンプ光をそれぞれ出力する複数のレーザダイオードを含む付記１１記載の装置。
【００６５】
（付記１８） 前記ラマン中継器は複数のラマン中継器である付記１１記載の装置。
【００６６】
（付記１９） 前記光ファイバ伝送路の前記端局装置が設けられるのと反対側に設けられ、監視信号を出力する第２の端局装置を更に備え、
前記ラマン中継器は、前記監視信号に基き前記ラマン中継器を制御する手段を更に含む付記１１記載の装置。
【００６７】
（付記２０） 前記第２の端局装置は前記監視信号を前記信号光に重畳する手段を含む付記１９記載の装置。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、伝送されるべき信号光を用いることなしにラマン増幅プロセスを制御することができる方法及び装置の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に適用可能なラマン増幅器のブロック図である。
【図２】図２は図１に示されるラマン増幅器により得られる利得帯域を説明するための図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は波長チャネル数が変化した場合における利得の変化を説明するための図である。
【図４】図４は本発明による装置（システム）の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）はポンプ光に重畳される周波数成分を説明するための図である。
【図６】図６はポンプ光に重畳される周波数成分の帯域を説明するための図である。
【図７】図７は本発明に適用可能なラマン中継器のブロック図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は図７に示されるラマン中継器における制御を説明するための図である。
【図９】図９はラマン中継器が複数ある場合における制御の例を説明するための装置のブロック図である。
【図１０】図１０の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は利得帯域の制御を説明するための図である。
【図１１】図１１は利得帯域の制御のフォローチャートである。
【図１２】図１２は本発明に適用可能な他のラマン中継器のブロック図である。
【図１３】図１３は本発明に適用可能な更に他のラマン中継器のブロック図である。
【符号の説明】
２ 光ファイバ伝送路
１２，１４ 端局装置
１６ ラマン中継器
１８ 光受信機
２０ 光スペクトラムアナライザ
２２ 制御回路
３４ 監視制御ユニット
３８ フォトディテクタ
４０ フィルタ
４２ コンパレータ
４４ 周波数カウンタ
４６ 直流制御回路
Claims (4)
- 信号光を伝送する光ファイバ伝送路を提供する第１のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器を前記光ファイバ伝送路の途中に設ける第２のステップと、
前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置を前記光ファイバ伝送路の一端に設ける第３のステップと、
前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する第４のステップと、
前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する第５のステップとを備え、
前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、前記第４のステップは、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出するステップと、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させるステップとを含み、前記第５のステップは、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップを含む方法。 - 請求項１記載の方法であって、
前記スペクトルを反映させるステップは、前記ＷＤＭ信号の第１及び第２の波長帯域の信号光を増幅し、異なる波長を有する前記端局装置の第１及び第２のポンプ光を、前記第１及び第２の波長帯域のスペクトルを反映する互いに異なる第１及び第２の周波数でそれぞれ変調するステップを含み、
前記スペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御するステップは、前記端局装置からの前記第１及び第２のポンプ光を第１及び第２の電気信号に変換するステップと、前記第１及び第２の電気信号に基づき前記第１及び第２の周波数を検出するステップと、前記第１及び第２の周波数に基づき前記ＷＤＭ信号の前記第１及び第２の波長帯域の信号光を増幅する第３及び第４のポンプ光のパワーを制御するステップを含む方法。 - 信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路の途中に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有するラマン中継器と、
前記光ファイバ伝送路の一端に設けられ、前記信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬するポンプ光を前記光ファイバ伝送路に供給するポンプ光源を有する端局装置とを備え、
前記端局装置は、前記端局装置からのポンプ光により前記ラマン中継器に制御信号を伝送する手段を含み、
前記ラマン中継器は、前記伝送された制御信号により前記ラマン増幅器を制御する手段を含み、
前記信号光は異なる複数の波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光であり、
前記伝送する手段は、前記端局装置が受けた前記ＷＤＭ信号光のスペクトルを検出する手段と、前記制御信号に前記検出されたスペクトルを反映させる手段とを含み、
前記制御する手段は、前記検出されたスペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段を含む装置。 - 請求項３記載の装置であって、
前記ラマン中継器及び前記端局装置の各ポンプ光源は異なる波長を有し、前記ＷＤＭ信光の第１及び第２の波長帯域の信号光を増幅する第１及び第２のポンプ光を出力する第１及び第２のレーザダイオードを含み、
前記スペクトルを反映させる手段は、前記端局装置の前記第１及び第２のポンプ光を前 記第１及び第２の波長帯域のスペクトルを反映する互いに異なる第１及び第２の周波数でそれぞれ変調する手段を含み、
前記スペクトルが一定になるように前記ラマン中継器を制御する手段は、前記端局装置からの前記第１及び第２のポンプ光を第１及び第２の電気信号に変換する手段と、前記第１及び第２の電気信号に基づき前記第１及び第２の周波数を検出する手段と、前記第１及び第２の周波数に基づき前記ラマン中継器の前記第１及び第２のレーザダイオードを制御する手段とを含む装置。
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