JP3923342B2 - 光増幅方法および光増幅装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光信号の利得や出力を波長によらず一定にするために光可変減衰器の減衰量の調整を行う光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光増幅中継システムでは、伝送距離の長距離化、伝送容量の増大に伴い、データトラヒックが急増している。このデータトラヒックの増加は、通信パフォーマンスの低下を招くこととなる。そこで、この通信パフォーマンスの低下を防止するため、波長多重伝送（ＷＤＭ）システムが普及しつつある。
【０００３】
このようなＷＤＭシステムは、例えば図１２に示すように、送信端局装置１０と、受信端局装置２０と、この送信端局装置１０と受信端局装置２０を接続させる光ファイバ伝送路（以下、「光伝送路」という）３０と、この光ファイバ伝送路３０上に数段設けられた光増幅装置４０とから構成され、１心の光伝送路３０に波長の異なる複数の光信号を同時に伝送するものがある。
【０００４】
すなわち、このシステムでは、送信端局装置１０の各光送信器１１１〜１１ｎ（ｎは任意の整数）がそれぞれ異なる波長λ１〜λｎで送信された複数の光信号を、光カプラやＷＤＭカプラやアレイ導波路型光分波器（ＡＷＧ）等からなる光合波器１２で波長多重して、光増幅装置１３で光増幅した後に、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）や分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）からなる１心の伝送路３０に送信している。この多重された光信号は、例えばエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）やツリウム添加ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ）や半導体光増幅器（ＳＯＡ）等からなる数段の光増幅装置４０を経て、受信端局装置２０へ伝送することで、ハイパワーの光信号伝送を行い、長距離および大容量伝送を実現していた。
【０００５】
受信端局装置２０では、光増幅装置２１を介し光分波器２２によって、この多重された光信号を分波し、波長λ１〜λｎ毎に光受信器２３１〜２３ｎへ送出するものがあった。
【０００６】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、例えば図１３に示すように、光ファイバ増幅部（以下、「光増幅部」という）４１，４２を備えている。この光増幅部４１，４２は、自動利得制御回路（以下、「ＡＧＣ」という）４３や自動光出力制御回路（以下、「ＡＬＣ」という）４４によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【０００７】
この光増幅装置４０では、光増幅部４１，４２間に光可変減衰器４５が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器４６，４７で分波された光信号における光増幅器の光入力パワーＰ１と光出力パワーＰ４を、光パワー検出回路４８，４９で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２の総和が一定になるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【０００８】
すなわち、光可変減衰器４５の減衰量Ａは、光増幅部４１の光出力パワーＰ２と光増幅部４２の光入力パワーＰ３の差
Ａ＝Ｐ２−Ｐ３ …（１）
で求まり、光増幅部４１の利得Ｇ１は、光増幅部４１の光出力パワーＰ２と光増幅部４１の光入力パワーＰ１の差
Ｇ１＝Ｐ２−Ｐ１ …（２）
で求まり、また、光増幅部４２の利得Ｇ２は、光増幅部４２の光出力パワーＰ４と光増幅部４２の光入力パワーＰ３の差
Ｇ２＝Ｐ４−Ｐ３ …（３）
で求まる。
【０００９】
次に、光増幅部４１と４２の利得は、一定になるように制御されるので、
Ｇ１＋Ｇ２＝Ｃ（一定） …（４）
となる。ここで（４）式に（２）式と（３）式を代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＋（Ｐ４−Ｐ１）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１）
となる。したがって、（１）式からＡは、
Ａ＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１） …（５）
で求まる。
【００１０】
ここで、例えば利得の総和Ｇ１＋Ｇ２＝２０［ｄＢ］、光入力パワーＰ１＝＋２［ｄＢｍ］、光出力パワーＰ４＝＋１８［ｄＢｍ］とし、これらの値を（５）式に代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
Ａ＝２０−（１８−２）
＝４［ｄＢ］
となる。
【００１１】
この従来例における利得波長特性とレベルダイヤグラムは、図１４（ａ）〜（ｃ）、図１５のように表される。すなわち図１４（ａ）は、光増幅部４１の利得波長特性を示し、図１４（ｂ）は、光増幅部４２の利得波長特性を示し、図１４（ｃ）は、光増幅部４１，４２を多段接続した場合の利得波長特性を示す特性図であり、図１５は、各部の光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【００１２】
これら図から明らかなように、光増幅部４１では、光パワーＰ１をＰ２に増幅する時に、右下がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、光増幅部４２では、光パワーＰ３をＰ４に増幅する時に、右上がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、出力端では、これらを合わせて利得波長特性がほぼ平坦になるように設計されていた。また、光可変減衰器は、利得波長特性を持たず、全波長を一様に光パワーＰ２からＰ３に減衰させている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、図１４（ｃ）の利得波長特性に示すように、光増幅部４１で増幅された光信号の利得波長はほぼ平坦になるように設計されているが、この光信号が光ファイバ伝送路３０に伝送されると、非線形光学現象の１つであるＳＲＳ（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ：誘導ラマン散乱）の影響を受けてしまう。
【００１４】
すなわち、ＳＲＳは、光ファイバ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、光ファイバ伝送路に入射されたＷＤＭ光信号は、このＳＲＳの影響によって長波長側の光信号が短波長側の光信号から利得を受けてしまう。このため、光ファイバ伝送路を伝送した後のＷＤＭ光信号の光パワーは、長波長側の光信号が大きくなり、その光スペクトラムは、右上がりの波長特性を持つようになる。
【００１５】
従って、光増幅器を多段接続した光増幅中継システムでは、多段接続数の増加に伴って短波長側と長波長側の光パワーの差が大きくなり、短波長側の光信号のＳ／Ｎが劣化してしまい、伝送効率が低下して光信号の伝送距離が制限されるという問題点があった。
【００１６】
また、図１６の光出力パワーとＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きとの関係に示すように、この光出力パワー（光ファイバ伝送路へ入射するトータル光パワー）が大きいほど、ＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きは大きくなっていた。
【００１７】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が前記光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする光増幅方法が提供される。
【００１９】
この発明によれば、各光増幅器の利得をＧ１，Ｇ２とし、この利得Ｇ１は光増幅器の光出力パワーＰ２と光入力パワーＰ１の差Ｇ１＝Ｐ２−Ｐ１となり、この利得Ｇ２は光増幅器の光出力パワーＰ４と光入力パワーＰ３の差Ｇ２＝Ｐ４−Ｐ３となり、この和（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）が、光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値Ｃ＋ΔＬになる（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬのようにして（後述する（６）式参照）、減衰器の減衰量Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）を制御することで、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせ、各波長における利得を平坦にする。
【００２０】
この発明の請求項２では、上記発明において、前記制御工程では、前記光信号を入力させる上流側前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記光信号を伝搬させる下流側前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、減衰量を上流側の光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側の光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーに依存する目標値に制御することにより、利得を均一にし、安定した光伝送を行う。
【００２２】
この発明の請求項３では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が前記光伝送路へのトータル光入力パワーおよび前記分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする光増幅方法が提供される。
【００２３】
この発明によれば、各光増幅器の利得の和が光伝送路へのトータル光入力パワーの他に、分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるようにすることで、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせ、各波長における利得を平坦にする。
【００２４】
この発明の請求項４では、上記発明において、前記制御工程では、前記光信号を入力させる上流側の前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記光信号を伝搬させる下流側の前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーおよび前記分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、減衰量を上流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーと分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値に制御することにより、利得を均一にし、安定した光伝送を行う。
【００２６】
この発明の請求項５では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、前記光信号の光パワーを検出する検出手段と、前記検出された光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、前記求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光増幅装置が提供される。
【００２７】
この発明によれば、ＳＲＳの影響によって発生する利得の傾きを補正するために、光パワーを検出し、この光パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００２８】
この発明の請求項６では、上記発明において、前記検出手段は、自装置に前記光信号を入力させる上流側の光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記自装置からの前記光信号を伝搬させる下流側の光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、制御対象を上流側の光伝送路または下流側の光伝送路によるＳＲＳの影響によって発生する利得の傾きにするか、その両者にするかによって、検出する検出する光伝送路を決めてトータル光入力パワーを検出する。
【００３０】
この発明の請求項７では、上記発明において、前記補正手段は、前記検出されたトータル光入力パワーに基づいて、前記光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、前記減衰器の減衰量の補正値を求めることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、光増幅器の利得の傾きをＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせる補正値を求めて、傾きを互いに打ち消しあうようにして、各波長における利得波長特性の平坦化を図る。
【００３２】
この発明の請求項８では、少なくとも３つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、前記光伝送路への前記光信号の光パワーを検出する第１の検出手段と、前記分散補償型光伝送路への前記光信号の光パワーを検出する第２の検出手段と、前記検出された各光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、前記求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光増幅装置が提供される。
【００３３】
この発明によれば、光増幅部分散補償型光伝送路が接続されている場合には、光伝送路の他に分散補償型光伝送路への前記光信号の光パワーも検出して、減衰器の減衰量の補正値を求め、光伝送路のＳＲＳの影響による伝送損失を補償している。
【００３４】
この発明の請求項９では、上記発明において、前記第１の検出手段は、自装置に前記光信号を入力させる上流側光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記自装置からの前記光信号を伝搬させる下流側光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、制御対象を上流側の光伝送路または下流側の光伝送路によるＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きにするか、その両者にするかによって、検出する光伝送路を決めてトータル光入力パワーを検出する。
【００３６】
この発明の請求項１０では、上記発明において、前記第２の検出手段は、前記分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、光増幅装置内に分散補償型光伝送路が接続されている場合には、この分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出して補償対象とする。
【００３８】
この発明の請求項１１では、上記発明において、前記補正手段は、前記検出された各トータル光入力パワーに基づいて、前記光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、前記減衰器の減衰量の補正値を求めることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、検出された各トータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きをＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせる補正値を求めて、互いの傾きを打ち消すようにする。
【００４０】
この発明の請求項１２では、上記発明において、前記光増幅装置は、前記検出された光パワーの情報を送信する送信手段と、前記検出された光パワーの情報を受信する受信手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、検出された光パワーの情報を送受信する送信器と受信器を備え、他の光増幅装置での減衰量の制御を可能にするとともに、複数段の光増幅装置から光出力パワーの検出結果を得て減衰量の制御を可能にする。
【００４２】
この発明の請求項１３では、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、前記請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする光増幅中継システムが提供される。
【００４３】
この発明によれば、光増幅中継システムに請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させて、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図る。
【００４４】
この発明の請求項１４では、上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、前記請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする。
【００４５】
この発明によれば、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を用いて双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築することで、上流側の光パワーとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信が可能となる。
【００４６】
この発明の請求項１５では、上記発明において、前記請求項１２の光増幅装置を備えた光増幅中継システムでは、前記光伝送路に接続された他の光増幅装置から前記検出された光パワーの情報を受信すると、該光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求め、該求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する。
【００４７】
この発明によれば、上流、下流に関わりなく他の光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように減衰器の減衰量の制御を行い、目標とする段の光増幅器での各波長における利得が均一となる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムの好適な実施の形態を説明する。なお、以下の図において、図１２、図１３と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。
【００４９】
（実施例１）
図１は、この発明にかかる光増幅装置の実施例１の構成を示す構成図である。この図において、図１３の従来例と異なる点は、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光可変減衰器４５の減衰量の補正値が設定されている補正回路５１を設けた点である。補正回路５１は、この利得波長特性の傾きを打ち消すために、光増幅部４２からの光出力パワーに基づいて、この利得波長特性の傾きと逆の傾きを有する利得波長特性となる減衰量の補正値ΔＬを求め、制御回路５０に出力している。制御回路５０は、この補正値ΔＬと、光伝送路３０からの光入力パワーと、光伝送路３０への光出力パワーとに基づいて減衰量を求めて光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【００５０】
すなわち、この実施例において、光可変減衰器４５の減衰量Ａは、従来例と同様に、（１）式で求まり、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で求まり、また光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式で求まる。
【００５１】
また、光増幅部４１と４２の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＝Ｃ＋ΔＬ …（６）
となる。ここで、（６）式に（２）式と（３）式を代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ
（Ｐ２−Ｐ３）＋（Ｐ４−Ｐ１）＝Ｃ＋ΔＬ
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）
したがって、（１）式からＡは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）…（７）
で求まる。
【００５２】
次に、ΔＬを求める。ここで、まずＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）［ｄＢ／ｎｍ］
…（８）
ここで、Ｐ０：光伝送路３０へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
（図１では、Ｐ４に相当）
β：このトータル光パワーが入射される光伝送路３０（種類）に依
存する係数［１／Ｗ・ｋｍ・ｎｍ］
Ｌｅｆｆ：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
となる。
【００５３】
なお、この（８）式は、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１６th Ａｐｒｉｌ １９９８，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．８，Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌの文献に記載されている。
【００５４】
次に、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを打ち消すために、光増幅器で発生させる利得波長特性の傾きＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）は、このＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きとは逆の傾きとなるので、
ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝−ａ・ΔＬ［ｄＢ／ｎｍ］…（９）
ここで、ａ：光増幅器の設計に依存する比例係数［１／ｎｍ］
ΔＬ：光可変減衰器の減衰量の補正値［ｄＢ］
となる。
【００５５】
この（８）式と（９）式の和がゼロになる時、光伝送路を伝送した後の各波長の利得が均一となって、利得波長特性は平坦になるので、この条件におけるΔＬを求めると、まず、（８）式と（９）式の和は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＋ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）−ａ・ΔＬ＝０ …（１０）
となる。
【００５６】
次に、ΔＬは、
ΔＬ＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）／ａ …（１１）
で求まる。すなわち、ΔＬは、光伝送路へ入射される光信号のトータル光パワーＰ０と、このトータル光パワーＰ０が入射される光伝送路の種類に依存する係数βと、このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長とから求まる値である。
【００５７】
ここで、例えばａ＝０．０２［１／ｎｍ］、β＝３．５×１０-3［１／Ｗ・ｋｍ・ｎｍ］、Ｐ０＝Ｐ４＝＋１８［ｄＢｍ］＝０．０６３［Ｗ］、Ｌｅｆｆ＝２１［ｋｍ］とすると、これら数値を（１１）式に代入し、光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求めると、
ΔＬ＝｛４．３４・（３．５×１０-3・０．０６３・２１）｝／０．０２＝１［ｄＢ］
となる。
【００５８】
また、従来例で示した条件、すなわち利得の総和Ｇ１＋Ｇ２＝２０［ｄＢ］、光入力パワーＰ１＝＋２［ｄＢｍ］、光出力パワーＰ４＝＋１８［ｄＢｍ］とし、これらの値を（７）式に代入して、光可変減衰器の減衰量Ａを求めると、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）
＝２０＋１−（１８−２）
＝５［ｄＢ］
となる。
【００５９】
この実施例の場合の利得波長特性は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すようになり、またレベルダイヤグラムは、図３に示すようになる。この実施例では、補正値の減衰量だけＰ３の光パワーが減少するので、光増幅部４２の利得は、従来例（図３の点線部分）に比べて大きくなる。
【００６０】
また、利得波長特性の傾きは、図４に示すように、利得の大きさによって変化している。すなわち、図から解るように利得が大きくなると、その傾きは右下がりの方に大きくなり、この利得が小さくなると、その傾きが右上がりの方に大きくなる。
【００６１】
ここで、例えば図３に示したように、光増幅部４２の利得が大きくなると、その利得の波長特性の傾きは、右下がりの方に大きくなる。従って、この実施例の利得波長特性は、図２（ｃ）に示すように、従来例における利得波長特性よりも、右下がりの傾きになる。
【００６２】
このように、この実施例では、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、トータルの光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、図２（ｄ）に示すように、光伝送路３０を介した次段の光増幅装置４０の入力端での各波長における利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができる。
【００６３】
このため、この実施例では、チャネル数の増減などによって光伝送路へ入射される光パワーが変動しても、ＳＲＳの影響によって発生する波長多重信号の利得の傾きを自動的に一括補正して、この波長多重信号の利得の偏差を最小にすることができ、これにより各波長での光パワーが均一になり、短波長側の光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防ぎ、安定した光伝送を行える。
【００６４】
（実施例２）
図５は、この発明にかかる光増幅装置の実施例２の構成を示す構成図である。図において、この実施例の光増幅装置４０では、前段の光増幅装置４０から光伝送路３０を介して制御・監視信号を受信する制御・監視信号受信回路５２と、次段の光増幅装置４０へ制御・監視信号を送信する制御・監視信号送信回路５３とを備えている。
【００６５】
この制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、光合波器５５を介して光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。
【００６６】
この実施例でも、実施例１と同様に、この利得の波長特性と逆の傾きを有する利得波長特性となる減衰量の補正値ΔＬと、光伝送路３０からの光入力パワーと、光伝送路３０への光出力パワーとに基づいて減衰量を求めて光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。この実施例において、実施例１と異なる点は、光パワーＰ０１が前段の光増幅装置の光出力パワーであり、（１１）式のＰ０がこの光出力パワーＰ０１に相当し、補正値ΔＬは、この光出力パワーＰ０１とこのＰ０１の光信号が伝送される上流側の光伝送路の種類と実効長とから導き出される。
【００６７】
この実施例の場合の利得波長特性は、図６（ａ），（ｂ）に示すようになる。この実施例では、光増幅装置４０に入力する光信号の利得波長特性の傾きが、図６（ａ）に示すように、右上がりに大きくなるので、この利得波長特性を打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００６８】
これにより、この実施例では、図６（ｂ）に示すように、光増幅装置４０の出力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができ、実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、上流側の光伝送路でのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００６９】
（実施例３）
図７は、光増幅装置４０内に３つの光増幅部４１，４２，６０を備えた場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅部４１は、自動電流制御回路（以下、「ＡＣＣ」という）によって制御され、光増幅部４２，６０は、ＡＬＣ４４，６１によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【００７０】
また、この光増幅装置４０では、光増幅部４２，６０間にＤＣＦ６６が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器５６，５７，６２，６３で分波された光信号における光増幅部４１の光出力パワーＰ２と、光増幅部４２の光入力パワーＰ３と、光増幅部６０の光入力パワーＰ５と光出力パワーＰ６を光パワー検出回路５８，５９，６４，６５で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【００７１】
なお、この場合には、ΔＬは、次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００７２】
すなわち、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１２）
となる。また、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式でそれぞれも求まっており、光増幅部６０の利得Ｇ３は、光増幅部６０の光出力パワーＰ６と光増幅部６０の光入力パワーＰ５の差
Ｇ３＝Ｐ６−Ｐ５ …（１３）
で求まる。
【００７３】
ここで、（１２）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１４）
で求まる。従って、（１）からＡは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１５）
【００７４】
また、この実施例では、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ６：次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００７５】
このように、この実施例では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、光伝送路３０を介した次段の光増幅装置４０の入力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができ、図１の実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００７６】
（実施例４）
図８は、光増幅装置４０内に３つの光増幅部４１，４２，６０を備え、かつ上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報に基づいて光可変減衰器４５の減衰量を制御する場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅装置４０では、実施例２と同様に、制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、次段の光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。なお、光出力パワーＰ０６は、図５の実施例２で示した光出力パワーＰ０１に相当する。
【００７７】
制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、前段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００７８】
すなわち、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１６）
となる。また、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式で、光増幅部６０の利得Ｇ３は、（１３）式でそれぞれ求まっている。
【００７９】
ここで、（１６）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１７）
で求まる。従って、（１）式から減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１８）
で求まる。
【００８０】
また、この実施例でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数
［１／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００８１】
このように、この実施例では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、図５の実施例２と同様の効果を得ることができるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００８２】
（実施例５）
次に、図９において、前段の光増幅装置に光可変減衰器が内蔵されていない場合について説明する。光可変減衰器を用いた制御機能は、製作コストが高くなるので、通常では、いくつか置きに光可変減衰器を備えた光増幅装置を設け、製作コストの低減を図る場合がある。
【００８３】
そこで、この実施例では、制御・監視信号受信回路５２が上流側の光増幅装置７０から送信されるＤＣＦ７１に入射された中間光出力パワーＰ０４と、光伝送路３０に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１およびこの光増幅装置７０と自装置４０間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。ここで、Ｐ０４は、前段の光増幅装置の中間光出力パワーであり、Ｐ０６は、前段の光増幅装置の光出力パワーである。
【００８４】
この制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２と、前段の光増幅装置７０に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ３と、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ４とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＋ΔＬ３＋ΔＬ４の値からなる。
【００８５】
この実施例では、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１９）
となる。
【００８６】
ここで、（１９）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（２０）
で求まる。
【００８７】
また、この実施例でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１〜ΔＬ４を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ６：次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、この自装置のＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：自装置のＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。
【００８８】
また、前段の光増幅装置７０に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ３は、
ΔＬ３＝４．３４・（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β３：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ３：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
となり、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ４は、
ΔＬ４＝４．３４・（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）／ａ
ここで、Ｐ０４：前段の光増幅装置のＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β４：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ４：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。
【００８９】
従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＋ΔＬ３＋ΔＬ４
＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ＋４．３４・（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）／ａ＋４．３４・（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）＋（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）＋（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）｝／ａ
となる。
【００９０】
このように、この実施例では、前段の制御機能のない光増幅装置及び後段のプリアンプにおけるＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように、多段での光可変減衰器の減衰量を制御するので、上記の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、複数段の光増幅装置での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が可能となり、さらに伝送効率を向上させることができる。
【００９１】
（実施例６）
次に、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施例を図１０に示す。なお、この実施例では、この発明にかかる光可変減衰器が内蔵されていない光増幅装置７０，７１とこの発明にかかる光増幅装置４０が１本の光伝送路３０上に接続されているシステムが示されている。
【００９２】
このシステムでは、光増幅装置７０，７１は、利得の波長特性の傾きを制御することができないので、そこで発生した利得の傾きも光増幅装置４０で制御している。光増幅装置７０，７１の光出力パワーＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの情報は、監視・制御信号として各光増幅装置７０，７１の制御・監視信号送信回路から光増幅装置４０へ伝送される。なお、この光出力パワーＰ１ａ，Ｐ２ａは、図９に示した中間光出力パワーＰ０４に相当し、この光出力パワーＰ１ｂ，Ｐ２ｂは、図９に示した光出力パワーＰ０６に相当する。
【００９３】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、光出力パワーの情報を伝送できる装置である必要があるので、図５、図８、図９に示した制御・監視信号の送信回路と受信回路を備えたものが、構成上必須となる。
【００９４】
光増幅装置４０の制御・監視信号送信回路は、例えばポーリング要求などによって光増幅装置７０，７１から光出力パワーの情報を得ることができる。他の光増幅装置から光伝送路３０を介して光増幅装置４０宛の制御・監視信号を取り込んだ光可変減衰器を有さない光増幅装置では、光増幅部を経由した後、再び光伝送路３０に上記制御・監視信号を送出している。なお、制御・監視信号は、主信号と別の波長の光信号であって、かつ光増幅装置の増幅波長帯域外でも、またはこの帯域内でも良く、例えば光増幅装置の増幅波長帯域内の場合には、光増幅装置によって光増幅された後に送出される。
【００９５】
このように、この実施例では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させて光増幅中継システムを構築するので、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、これにより各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【００９６】
（実施例７）
図１１は、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施例の構成を示すシステム構成図である。図において、このシステムでは、上り用および下り用の２本の光伝送路１，２を設け、各光伝送路１，２に複数の光増幅装置４０，７０〜７３，８０〜８４をそれぞれ多段接続させた場合を示しており、これら光増幅装置の少なくとも１つにこの発明にかかる光増幅装置４０が設けられている。
【００９７】
そして、光増幅装置４０の上流側にも、下流側にも光可変減衰器を内蔵していない複数の光増幅装置７０〜７３が存在する場合には、これら光増幅装置７０〜７３で発生した光出力パワーＰ１ａ〜Ｐ５ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ５ｂの情報が光増幅装置４０へ伝送されている。なお、下流側の光増幅装置７２，７３の光出力パワーＰ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ５ａ，Ｐ５ｂの情報は、監視用モジュールＳＶおよび光増幅装置８２〜８４を介して光増幅装置４０へ伝送されている。
【００９８】
この光増幅装置４０は、これら光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００９９】
このように、この実施例では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を有し、双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築するので、図１０の実施例６と同様の効果を得ることができるとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信できて、上下流に関わりなくＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、目標とする段の光増幅装置での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が可能となり、さらに伝送効率を向上させることができる。
【０１００】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が、光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御するので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、各波長における利得の平坦化が図られ、伝送効率を向上できる。
【０１０２】
また、この発明の請求項２では、光可変減衰器の減衰量を上流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーに依存する目標値に制御するので、利得を均一にし、安定した光伝送を行うことができる。
【０１０３】
また、この発明の請求項３，４では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、各光増幅器の利得の和が、上流側または／および下流側の光伝送路へのトータル光入力パワーの他に、分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるようにするので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせることができ、各波長における光パワーを平坦にすることができる。
【０１０４】
また、この発明の請求項５，６では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、上流側または／および下流側の光パワーを検出し、この光パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、光可変減衰器の減衰量を制御するので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０５】
また、この発明にかかる請求項７では、補正手段がトータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、減衰器の減衰量の補正値を求めるので、この利得波長特性の傾きを互いに打ち消しあうようになり、各波長における利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上できる。
【０１０６】
また、この発明の請求項８〜１１では、分散補償型光伝送路が接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、上流側または／および下流側の光伝送路への光信号のトータル光入力パワーと、分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出し、該検出された各トータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、補正値を求めて、互いの傾きを打ち消すようにするので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０７】
また、この発明の請求項１２では、検出された光パワーの情報を送信する送信手段と、検出された光パワーの情報を受信する受信手段とを備えたので、他の光増幅装置での減衰量の制御を可能にするとともに、複数段の光増幅装置から光出力パワーの検出結果を得て目標の段の光増幅装置での減衰量の制御を可能にする。
【０１０８】
また、この発明の請求項１３では、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させて、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０９】
また、この発明の請求項１４，１５では、上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を用いて双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築することで、上流側の光パワーとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信が可能となり、他の光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる光増幅装置の実施例１の構成を示す構成図である。
【図２】 図１に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図３】 同じく、各部における光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【図４】 利得の大きさによって、利得波長特性の傾きが変化することを説明するための利得波長特性を示す特性図である。
【図５】 この発明にかかる光増幅装置の実施例２の構成を示す構成図である。
【図６】 図５に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図７】 この発明にかかる光増幅装置の実施例３の構成を示す構成図である。
【図８】 この発明にかかる光増幅装置の実施例４の構成を示す構成図である。
【図９】 この発明にかかる光増幅装置の実施例５の構成を示す構成図である。
【図１０】 この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図１１】 この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図１２】 従来のＷＤＭシステムの構成の一例を示す構成図である。
【図１３】 図１２に示される光増幅装置の構成の一例を示す構成図である。
【図１４】 図１３に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図１５】 同じく、各部における光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【図１６】 光出力パワーとＷＤＭ信号の光スペクトラムの傾きの関係を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３０ 光ファイバ伝送路（光伝送路）
１０ 送信端局装置
１２，５５ 光合波器
１３ 光増幅装置
２０ 受信端局装置
２１，４０，７０〜７３，８０〜８４ 光ファイバ増幅装置（光増幅装置）
２２，４６，４７，５４，５６，５７，６２，６３ 光分波器
４１，４２，６０ 光増幅部
４５ 光可変減衰器
４８，４９ 光パワー検出回路
５０ 制御回路
５１ 補正回路
５２ 制御・監視信号受信回路
５３ 制御・監視信号送信回路
５８，５９，６４，６５ 光パワー検出回路
１１１〜１１ｎ 各光送信器
２３１〜２３ｎ 光受信器
【発明の属する技術分野】
この発明は、光信号の利得や出力を波長によらず一定にするために光可変減衰器の減衰量の調整を行う光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光増幅中継システムでは、伝送距離の長距離化、伝送容量の増大に伴い、データトラヒックが急増している。このデータトラヒックの増加は、通信パフォーマンスの低下を招くこととなる。そこで、この通信パフォーマンスの低下を防止するため、波長多重伝送（ＷＤＭ）システムが普及しつつある。
【０００３】
このようなＷＤＭシステムは、例えば図１２に示すように、送信端局装置１０と、受信端局装置２０と、この送信端局装置１０と受信端局装置２０を接続させる光ファイバ伝送路（以下、「光伝送路」という）３０と、この光ファイバ伝送路３０上に数段設けられた光増幅装置４０とから構成され、１心の光伝送路３０に波長の異なる複数の光信号を同時に伝送するものがある。
【０００４】
すなわち、このシステムでは、送信端局装置１０の各光送信器１１１〜１１ｎ（ｎは任意の整数）がそれぞれ異なる波長λ１〜λｎで送信された複数の光信号を、光カプラやＷＤＭカプラやアレイ導波路型光分波器（ＡＷＧ）等からなる光合波器１２で波長多重して、光増幅装置１３で光増幅した後に、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）や分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）からなる１心の伝送路３０に送信している。この多重された光信号は、例えばエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）やツリウム添加ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ）や半導体光増幅器（ＳＯＡ）等からなる数段の光増幅装置４０を経て、受信端局装置２０へ伝送することで、ハイパワーの光信号伝送を行い、長距離および大容量伝送を実現していた。
【０００５】
受信端局装置２０では、光増幅装置２１を介し光分波器２２によって、この多重された光信号を分波し、波長λ１〜λｎ毎に光受信器２３１〜２３ｎへ送出するものがあった。
【０００６】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、例えば図１３に示すように、光ファイバ増幅部（以下、「光増幅部」という）４１，４２を備えている。この光増幅部４１，４２は、自動利得制御回路（以下、「ＡＧＣ」という）４３や自動光出力制御回路（以下、「ＡＬＣ」という）４４によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【０００７】
この光増幅装置４０では、光増幅部４１，４２間に光可変減衰器４５が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器４６，４７で分波された光信号における光増幅器の光入力パワーＰ１と光出力パワーＰ４を、光パワー検出回路４８，４９で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２の総和が一定になるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【０００８】
すなわち、光可変減衰器４５の減衰量Ａは、光増幅部４１の光出力パワーＰ２と光増幅部４２の光入力パワーＰ３の差
Ａ＝Ｐ２−Ｐ３ …（１）
で求まり、光増幅部４１の利得Ｇ１は、光増幅部４１の光出力パワーＰ２と光増幅部４１の光入力パワーＰ１の差
Ｇ１＝Ｐ２−Ｐ１ …（２）
で求まり、また、光増幅部４２の利得Ｇ２は、光増幅部４２の光出力パワーＰ４と光増幅部４２の光入力パワーＰ３の差
Ｇ２＝Ｐ４−Ｐ３ …（３）
で求まる。
【０００９】
次に、光増幅部４１と４２の利得は、一定になるように制御されるので、
Ｇ１＋Ｇ２＝Ｃ（一定） …（４）
となる。ここで（４）式に（２）式と（３）式を代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＋（Ｐ４−Ｐ１）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１）
となる。したがって、（１）式からＡは、
Ａ＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１） …（５）
で求まる。
【００１０】
ここで、例えば利得の総和Ｇ１＋Ｇ２＝２０［ｄＢ］、光入力パワーＰ１＝＋２［ｄＢｍ］、光出力パワーＰ４＝＋１８［ｄＢｍ］とし、これらの値を（５）式に代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
Ａ＝２０−（１８−２）
＝４［ｄＢ］
となる。
【００１１】
この従来例における利得波長特性とレベルダイヤグラムは、図１４（ａ）〜（ｃ）、図１５のように表される。すなわち図１４（ａ）は、光増幅部４１の利得波長特性を示し、図１４（ｂ）は、光増幅部４２の利得波長特性を示し、図１４（ｃ）は、光増幅部４１，４２を多段接続した場合の利得波長特性を示す特性図であり、図１５は、各部の光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【００１２】
これら図から明らかなように、光増幅部４１では、光パワーＰ１をＰ２に増幅する時に、右下がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、光増幅部４２では、光パワーＰ３をＰ４に増幅する時に、右上がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、出力端では、これらを合わせて利得波長特性がほぼ平坦になるように設計されていた。また、光可変減衰器は、利得波長特性を持たず、全波長を一様に光パワーＰ２からＰ３に減衰させている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、図１４（ｃ）の利得波長特性に示すように、光増幅部４１で増幅された光信号の利得波長はほぼ平坦になるように設計されているが、この光信号が光ファイバ伝送路３０に伝送されると、非線形光学現象の１つであるＳＲＳ（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ：誘導ラマン散乱）の影響を受けてしまう。
【００１４】
すなわち、ＳＲＳは、光ファイバ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、光ファイバ伝送路に入射されたＷＤＭ光信号は、このＳＲＳの影響によって長波長側の光信号が短波長側の光信号から利得を受けてしまう。このため、光ファイバ伝送路を伝送した後のＷＤＭ光信号の光パワーは、長波長側の光信号が大きくなり、その光スペクトラムは、右上がりの波長特性を持つようになる。
【００１５】
従って、光増幅器を多段接続した光増幅中継システムでは、多段接続数の増加に伴って短波長側と長波長側の光パワーの差が大きくなり、短波長側の光信号のＳ／Ｎが劣化してしまい、伝送効率が低下して光信号の伝送距離が制限されるという問題点があった。
【００１６】
また、図１６の光出力パワーとＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きとの関係に示すように、この光出力パワー（光ファイバ伝送路へ入射するトータル光パワー）が大きいほど、ＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きは大きくなっていた。
【００１７】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が前記光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする光増幅方法が提供される。
【００１９】
この発明によれば、各光増幅器の利得をＧ１，Ｇ２とし、この利得Ｇ１は光増幅器の光出力パワーＰ２と光入力パワーＰ１の差Ｇ１＝Ｐ２−Ｐ１となり、この利得Ｇ２は光増幅器の光出力パワーＰ４と光入力パワーＰ３の差Ｇ２＝Ｐ４−Ｐ３となり、この和（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）が、光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値Ｃ＋ΔＬになる（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬのようにして（後述する（６）式参照）、減衰器の減衰量Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）を制御することで、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせ、各波長における利得を平坦にする。
【００２０】
この発明の請求項２では、上記発明において、前記制御工程では、前記光信号を入力させる上流側前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記光信号を伝搬させる下流側前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、減衰量を上流側の光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側の光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーに依存する目標値に制御することにより、利得を均一にし、安定した光伝送を行う。
【００２２】
この発明の請求項３では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が前記光伝送路へのトータル光入力パワーおよび前記分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする光増幅方法が提供される。
【００２３】
この発明によれば、各光増幅器の利得の和が光伝送路へのトータル光入力パワーの他に、分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるようにすることで、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせ、各波長における利得を平坦にする。
【００２４】
この発明の請求項４では、上記発明において、前記制御工程では、前記光信号を入力させる上流側の前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記光信号を伝搬させる下流側の前記光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーおよび前記分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、減衰量を上流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーと分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値に制御することにより、利得を均一にし、安定した光伝送を行う。
【００２６】
この発明の請求項５では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、前記光信号の光パワーを検出する検出手段と、前記検出された光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、前記求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光増幅装置が提供される。
【００２７】
この発明によれば、ＳＲＳの影響によって発生する利得の傾きを補正するために、光パワーを検出し、この光パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００２８】
この発明の請求項６では、上記発明において、前記検出手段は、自装置に前記光信号を入力させる上流側の光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記自装置からの前記光信号を伝搬させる下流側の光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、制御対象を上流側の光伝送路または下流側の光伝送路によるＳＲＳの影響によって発生する利得の傾きにするか、その両者にするかによって、検出する検出する光伝送路を決めてトータル光入力パワーを検出する。
【００３０】
この発明の請求項７では、上記発明において、前記補正手段は、前記検出されたトータル光入力パワーに基づいて、前記光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、前記減衰器の減衰量の補正値を求めることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、光増幅器の利得の傾きをＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせる補正値を求めて、傾きを互いに打ち消しあうようにして、各波長における利得波長特性の平坦化を図る。
【００３２】
この発明の請求項８では、少なくとも３つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、前記光伝送路への前記光信号の光パワーを検出する第１の検出手段と、前記分散補償型光伝送路への前記光信号の光パワーを検出する第２の検出手段と、前記検出された各光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、前記求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光増幅装置が提供される。
【００３３】
この発明によれば、光増幅部分散補償型光伝送路が接続されている場合には、光伝送路の他に分散補償型光伝送路への前記光信号の光パワーも検出して、減衰器の減衰量の補正値を求め、光伝送路のＳＲＳの影響による伝送損失を補償している。
【００３４】
この発明の請求項９では、上記発明において、前記第１の検出手段は、自装置に前記光信号を入力させる上流側光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーと、前記自装置からの前記光信号を伝搬させる下流側光伝送路への当該光信号のトータル光入力パワーのうち、少なくとも一方のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、制御対象を上流側の光伝送路または下流側の光伝送路によるＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きにするか、その両者にするかによって、検出する光伝送路を決めてトータル光入力パワーを検出する。
【００３６】
この発明の請求項１０では、上記発明において、前記第２の検出手段は、前記分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出することを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、光増幅装置内に分散補償型光伝送路が接続されている場合には、この分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出して補償対象とする。
【００３８】
この発明の請求項１１では、上記発明において、前記補正手段は、前記検出された各トータル光入力パワーに基づいて、前記光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、前記減衰器の減衰量の補正値を求めることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、検出された各トータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きをＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせる補正値を求めて、互いの傾きを打ち消すようにする。
【００４０】
この発明の請求項１２では、上記発明において、前記光増幅装置は、前記検出された光パワーの情報を送信する送信手段と、前記検出された光パワーの情報を受信する受信手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、検出された光パワーの情報を送受信する送信器と受信器を備え、他の光増幅装置での減衰量の制御を可能にするとともに、複数段の光増幅装置から光出力パワーの検出結果を得て減衰量の制御を可能にする。
【００４２】
この発明の請求項１３では、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、前記請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする光増幅中継システムが提供される。
【００４３】
この発明によれば、光増幅中継システムに請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させて、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図る。
【００４４】
この発明の請求項１４では、上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、前記請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ備えたことを特徴とする。
【００４５】
この発明によれば、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を用いて双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築することで、上流側の光パワーとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信が可能となる。
【００４６】
この発明の請求項１５では、上記発明において、前記請求項１２の光増幅装置を備えた光増幅中継システムでは、前記光伝送路に接続された他の光増幅装置から前記検出された光パワーの情報を受信すると、該光パワーに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求め、該求めた補正値に基づき、前記減衰器の減衰量を制御する。
【００４７】
この発明によれば、上流、下流に関わりなく他の光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように減衰器の減衰量の制御を行い、目標とする段の光増幅器での各波長における利得が均一となる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムの好適な実施の形態を説明する。なお、以下の図において、図１２、図１３と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記するものとする。
【００４９】
（実施例１）
図１は、この発明にかかる光増幅装置の実施例１の構成を示す構成図である。この図において、図１３の従来例と異なる点は、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光可変減衰器４５の減衰量の補正値が設定されている補正回路５１を設けた点である。補正回路５１は、この利得波長特性の傾きを打ち消すために、光増幅部４２からの光出力パワーに基づいて、この利得波長特性の傾きと逆の傾きを有する利得波長特性となる減衰量の補正値ΔＬを求め、制御回路５０に出力している。制御回路５０は、この補正値ΔＬと、光伝送路３０からの光入力パワーと、光伝送路３０への光出力パワーとに基づいて減衰量を求めて光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【００５０】
すなわち、この実施例において、光可変減衰器４５の減衰量Ａは、従来例と同様に、（１）式で求まり、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で求まり、また光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式で求まる。
【００５１】
また、光増幅部４１と４２の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＝Ｃ＋ΔＬ …（６）
となる。ここで、（６）式に（２）式と（３）式を代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ
（Ｐ２−Ｐ３）＋（Ｐ４−Ｐ１）＝Ｃ＋ΔＬ
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）
したがって、（１）式からＡは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）…（７）
で求まる。
【００５２】
次に、ΔＬを求める。ここで、まずＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）［ｄＢ／ｎｍ］
…（８）
ここで、Ｐ０：光伝送路３０へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
（図１では、Ｐ４に相当）
β：このトータル光パワーが入射される光伝送路３０（種類）に依
存する係数［１／Ｗ・ｋｍ・ｎｍ］
Ｌｅｆｆ：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
となる。
【００５３】
なお、この（８）式は、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１６th Ａｐｒｉｌ １９９８，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．８，Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌの文献に記載されている。
【００５４】
次に、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを打ち消すために、光増幅器で発生させる利得波長特性の傾きＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）は、このＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きとは逆の傾きとなるので、
ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝−ａ・ΔＬ［ｄＢ／ｎｍ］…（９）
ここで、ａ：光増幅器の設計に依存する比例係数［１／ｎｍ］
ΔＬ：光可変減衰器の減衰量の補正値［ｄＢ］
となる。
【００５５】
この（８）式と（９）式の和がゼロになる時、光伝送路を伝送した後の各波長の利得が均一となって、利得波長特性は平坦になるので、この条件におけるΔＬを求めると、まず、（８）式と（９）式の和は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＋ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）−ａ・ΔＬ＝０ …（１０）
となる。
【００５６】
次に、ΔＬは、
ΔＬ＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）／ａ …（１１）
で求まる。すなわち、ΔＬは、光伝送路へ入射される光信号のトータル光パワーＰ０と、このトータル光パワーＰ０が入射される光伝送路の種類に依存する係数βと、このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長とから求まる値である。
【００５７】
ここで、例えばａ＝０．０２［１／ｎｍ］、β＝３．５×１０-3［１／Ｗ・ｋｍ・ｎｍ］、Ｐ０＝Ｐ４＝＋１８［ｄＢｍ］＝０．０６３［Ｗ］、Ｌｅｆｆ＝２１［ｋｍ］とすると、これら数値を（１１）式に代入し、光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求めると、
ΔＬ＝｛４．３４・（３．５×１０-3・０．０６３・２１）｝／０．０２＝１［ｄＢ］
となる。
【００５８】
また、従来例で示した条件、すなわち利得の総和Ｇ１＋Ｇ２＝２０［ｄＢ］、光入力パワーＰ１＝＋２［ｄＢｍ］、光出力パワーＰ４＝＋１８［ｄＢｍ］とし、これらの値を（７）式に代入して、光可変減衰器の減衰量Ａを求めると、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）
＝２０＋１−（１８−２）
＝５［ｄＢ］
となる。
【００５９】
この実施例の場合の利得波長特性は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すようになり、またレベルダイヤグラムは、図３に示すようになる。この実施例では、補正値の減衰量だけＰ３の光パワーが減少するので、光増幅部４２の利得は、従来例（図３の点線部分）に比べて大きくなる。
【００６０】
また、利得波長特性の傾きは、図４に示すように、利得の大きさによって変化している。すなわち、図から解るように利得が大きくなると、その傾きは右下がりの方に大きくなり、この利得が小さくなると、その傾きが右上がりの方に大きくなる。
【００６１】
ここで、例えば図３に示したように、光増幅部４２の利得が大きくなると、その利得の波長特性の傾きは、右下がりの方に大きくなる。従って、この実施例の利得波長特性は、図２（ｃ）に示すように、従来例における利得波長特性よりも、右下がりの傾きになる。
【００６２】
このように、この実施例では、ＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、トータルの光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、図２（ｄ）に示すように、光伝送路３０を介した次段の光増幅装置４０の入力端での各波長における利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができる。
【００６３】
このため、この実施例では、チャネル数の増減などによって光伝送路へ入射される光パワーが変動しても、ＳＲＳの影響によって発生する波長多重信号の利得の傾きを自動的に一括補正して、この波長多重信号の利得の偏差を最小にすることができ、これにより各波長での光パワーが均一になり、短波長側の光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防ぎ、安定した光伝送を行える。
【００６４】
（実施例２）
図５は、この発明にかかる光増幅装置の実施例２の構成を示す構成図である。図において、この実施例の光増幅装置４０では、前段の光増幅装置４０から光伝送路３０を介して制御・監視信号を受信する制御・監視信号受信回路５２と、次段の光増幅装置４０へ制御・監視信号を送信する制御・監視信号送信回路５３とを備えている。
【００６５】
この制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、光合波器５５を介して光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。
【００６６】
この実施例でも、実施例１と同様に、この利得の波長特性と逆の傾きを有する利得波長特性となる減衰量の補正値ΔＬと、光伝送路３０からの光入力パワーと、光伝送路３０への光出力パワーとに基づいて減衰量を求めて光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。この実施例において、実施例１と異なる点は、光パワーＰ０１が前段の光増幅装置の光出力パワーであり、（１１）式のＰ０がこの光出力パワーＰ０１に相当し、補正値ΔＬは、この光出力パワーＰ０１とこのＰ０１の光信号が伝送される上流側の光伝送路の種類と実効長とから導き出される。
【００６７】
この実施例の場合の利得波長特性は、図６（ａ），（ｂ）に示すようになる。この実施例では、光増幅装置４０に入力する光信号の利得波長特性の傾きが、図６（ａ）に示すように、右上がりに大きくなるので、この利得波長特性を打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００６８】
これにより、この実施例では、図６（ｂ）に示すように、光増幅装置４０の出力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができ、実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、上流側の光伝送路でのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００６９】
（実施例３）
図７は、光増幅装置４０内に３つの光増幅部４１，４２，６０を備えた場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅部４１は、自動電流制御回路（以下、「ＡＣＣ」という）によって制御され、光増幅部４２，６０は、ＡＬＣ４４，６１によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【００７０】
また、この光増幅装置４０では、光増幅部４２，６０間にＤＣＦ６６が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器５６，５７，６２，６３で分波された光信号における光増幅部４１の光出力パワーＰ２と、光増幅部４２の光入力パワーＰ３と、光増幅部６０の光入力パワーＰ５と光出力パワーＰ６を光パワー検出回路５８，５９，６４，６５で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【００７１】
なお、この場合には、ΔＬは、次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００７２】
すなわち、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１２）
となる。また、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式でそれぞれも求まっており、光増幅部６０の利得Ｇ３は、光増幅部６０の光出力パワーＰ６と光増幅部６０の光入力パワーＰ５の差
Ｇ３＝Ｐ６−Ｐ５ …（１３）
で求まる。
【００７３】
ここで、（１２）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１４）
で求まる。従って、（１）からＡは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１５）
【００７４】
また、この実施例では、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ６：次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００７５】
このように、この実施例では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、光伝送路３０を介した次段の光増幅装置４０の入力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができ、図１の実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００７６】
（実施例４）
図８は、光増幅装置４０内に３つの光増幅部４１，４２，６０を備え、かつ上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報に基づいて光可変減衰器４５の減衰量を制御する場合の一実施例を示す構成図である。この光増幅装置４０では、実施例２と同様に、制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、次段の光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。なお、光出力パワーＰ０６は、図５の実施例２で示した光出力パワーＰ０１に相当する。
【００７７】
制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、前段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００７８】
すなわち、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１６）
となる。また、光増幅部４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅部４２の利得Ｇ２は、（３）式で、光増幅部６０の利得Ｇ３は、（１３）式でそれぞれ求まっている。
【００７９】
ここで、（１６）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１７）
で求まる。従って、（１）式から減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１８）
で求まる。
【００８０】
また、この実施例でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数
［１／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００８１】
このように、この実施例では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御するので、図５の実施例２と同様の効果を得ることができるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００８２】
（実施例５）
次に、図９において、前段の光増幅装置に光可変減衰器が内蔵されていない場合について説明する。光可変減衰器を用いた制御機能は、製作コストが高くなるので、通常では、いくつか置きに光可変減衰器を備えた光増幅装置を設け、製作コストの低減を図る場合がある。
【００８３】
そこで、この実施例では、制御・監視信号受信回路５２が上流側の光増幅装置７０から送信されるＤＣＦ７１に入射された中間光出力パワーＰ０４と、光伝送路３０に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１およびこの光増幅装置７０と自装置４０間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。ここで、Ｐ０４は、前段の光増幅装置の中間光出力パワーであり、Ｐ０６は、前段の光増幅装置の光出力パワーである。
【００８４】
この制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅部４２の利得Ｇ２と光増幅部６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２と、前段の光増幅装置７０に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ３と、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ４とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＋ΔＬ３＋ΔＬ４の値からなる。
【００８５】
この実施例では、光増幅部４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ …（１９）
となる。
【００８６】
ここで、（１９）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（２０）
で求まる。
【００８７】
また、この実施例でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１〜ΔＬ４を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ６：次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、この自装置のＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：自装置のＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。
【００８８】
また、前段の光増幅装置７０に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ３は、
ΔＬ３＝４．３４・（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β３：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ３：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
となり、前段の光増幅装置７０のＤＣＦ７１に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ４は、
ΔＬ４＝４．３４・（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）／ａ
ここで、Ｐ０４：前段の光増幅装置のＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β４：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ４：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。
【００８９】
従って、この実施例における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２＋ΔＬ３＋ΔＬ４
＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ＋４．３４・（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）／ａ＋４．３４・（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）＋（β３・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ３）＋（β４・Ｐ０４・Ｌｅｆｆ４）｝／ａ
となる。
【００９０】
このように、この実施例では、前段の制御機能のない光増幅装置及び後段のプリアンプにおけるＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この利得波長特性の傾きを打ち消すように、多段での光可変減衰器の減衰量を制御するので、上記の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、複数段の光増幅装置での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が可能となり、さらに伝送効率を向上させることができる。
【００９１】
（実施例６）
次に、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施例を図１０に示す。なお、この実施例では、この発明にかかる光可変減衰器が内蔵されていない光増幅装置７０，７１とこの発明にかかる光増幅装置４０が１本の光伝送路３０上に接続されているシステムが示されている。
【００９２】
このシステムでは、光増幅装置７０，７１は、利得の波長特性の傾きを制御することができないので、そこで発生した利得の傾きも光増幅装置４０で制御している。光増幅装置７０，７１の光出力パワーＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの情報は、監視・制御信号として各光増幅装置７０，７１の制御・監視信号送信回路から光増幅装置４０へ伝送される。なお、この光出力パワーＰ１ａ，Ｐ２ａは、図９に示した中間光出力パワーＰ０４に相当し、この光出力パワーＰ１ｂ，Ｐ２ｂは、図９に示した光出力パワーＰ０６に相当する。
【００９３】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、光出力パワーの情報を伝送できる装置である必要があるので、図５、図８、図９に示した制御・監視信号の送信回路と受信回路を備えたものが、構成上必須となる。
【００９４】
光増幅装置４０の制御・監視信号送信回路は、例えばポーリング要求などによって光増幅装置７０，７１から光出力パワーの情報を得ることができる。他の光増幅装置から光伝送路３０を介して光増幅装置４０宛の制御・監視信号を取り込んだ光可変減衰器を有さない光増幅装置では、光増幅部を経由した後、再び光伝送路３０に上記制御・監視信号を送出している。なお、制御・監視信号は、主信号と別の波長の光信号であって、かつ光増幅装置の増幅波長帯域外でも、またはこの帯域内でも良く、例えば光増幅装置の増幅波長帯域内の場合には、光増幅装置によって光増幅された後に送出される。
【００９５】
このように、この実施例では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させて光増幅中継システムを構築するので、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、これにより各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【００９６】
（実施例７）
図１１は、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施例の構成を示すシステム構成図である。図において、このシステムでは、上り用および下り用の２本の光伝送路１，２を設け、各光伝送路１，２に複数の光増幅装置４０，７０〜７３，８０〜８４をそれぞれ多段接続させた場合を示しており、これら光増幅装置の少なくとも１つにこの発明にかかる光増幅装置４０が設けられている。
【００９７】
そして、光増幅装置４０の上流側にも、下流側にも光可変減衰器を内蔵していない複数の光増幅装置７０〜７３が存在する場合には、これら光増幅装置７０〜７３で発生した光出力パワーＰ１ａ〜Ｐ５ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ５ｂの情報が光増幅装置４０へ伝送されている。なお、下流側の光増幅装置７２，７３の光出力パワーＰ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ５ａ，Ｐ５ｂの情報は、監視用モジュールＳＶおよび光増幅装置８２〜８４を介して光増幅装置４０へ伝送されている。
【００９８】
この光増幅装置４０は、これら光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００９９】
このように、この実施例では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を有し、双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築するので、図１０の実施例６と同様の効果を得ることができるとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信できて、上下流に関わりなくＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、目標とする段の光増幅装置での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が可能となり、さらに伝送効率を向上させることができる。
【０１００】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、前記各光増幅器の利得の和が、光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるように、前記減衰器の減衰量を制御するので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、各波長における利得の平坦化が図られ、伝送効率を向上できる。
【０１０２】
また、この発明の請求項２では、光可変減衰器の減衰量を上流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーまたは／および下流側光伝送路への光信号の各波長のトータル光入力パワーに依存する目標値に制御するので、利得を均一にし、安定した光伝送を行うことができる。
【０１０３】
また、この発明の請求項３，４では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅方法において、各光増幅器の利得の和が、上流側または／および下流側の光伝送路へのトータル光入力パワーの他に、分散補償型光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値になるようにするので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせることができ、各波長における光パワーを平坦にすることができる。
【０１０４】
また、この発明の請求項５，６では、少なくとも２つの光増幅器と少なくとも１つの減衰器とが接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、上流側または／および下流側の光パワーを検出し、この光パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、光可変減衰器の減衰量を制御するので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０５】
また、この発明にかかる請求項７では、補正手段がトータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、減衰器の減衰量の補正値を求めるので、この利得波長特性の傾きを互いに打ち消しあうようになり、各波長における利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上できる。
【０１０６】
また、この発明の請求項８〜１１では、分散補償型光伝送路が接続され、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅器で増幅するとともに、前記光信号の光パワーに応じて前記減衰量を制御する光増幅装置において、上流側または／および下流側の光伝送路への光信号のトータル光入力パワーと、分散補償型光伝送路への前記光信号のトータル光入力パワーを検出し、該検出された各トータル光入力パワーに基づいて、光増幅器の利得の傾きを誘導ラマン散乱によって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、補正値を求めて、互いの傾きを打ち消すようにするので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０７】
また、この発明の請求項１２では、検出された光パワーの情報を送信する送信手段と、検出された光パワーの情報を受信する受信手段とを備えたので、他の光増幅装置での減衰量の制御を可能にするとともに、複数段の光増幅装置から光出力パワーの検出結果を得て目標の段の光増幅装置での減衰量の制御を可能にする。
【０１０８】
また、この発明の請求項１３では、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させて、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【０１０９】
また、この発明の請求項１４，１５では、上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、請求項５〜１２に記載の光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を用いて双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築することで、上流側の光パワーとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信が可能となり、他の光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせて互いに打ち消し合うようにして利得波長特性の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる光増幅装置の実施例１の構成を示す構成図である。
【図２】 図１に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図３】 同じく、各部における光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【図４】 利得の大きさによって、利得波長特性の傾きが変化することを説明するための利得波長特性を示す特性図である。
【図５】 この発明にかかる光増幅装置の実施例２の構成を示す構成図である。
【図６】 図５に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図７】 この発明にかかる光増幅装置の実施例３の構成を示す構成図である。
【図８】 この発明にかかる光増幅装置の実施例４の構成を示す構成図である。
【図９】 この発明にかかる光増幅装置の実施例５の構成を示す構成図である。
【図１０】 この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図１１】 この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図１２】 従来のＷＤＭシステムの構成の一例を示す構成図である。
【図１３】 図１２に示される光増幅装置の構成の一例を示す構成図である。
【図１４】 図１３に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図１５】 同じく、各部における光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【図１６】 光出力パワーとＷＤＭ信号の光スペクトラムの傾きの関係を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３０ 光ファイバ伝送路（光伝送路）
１０ 送信端局装置
１２，５５ 光合波器
１３ 光増幅装置
２０ 受信端局装置
２１，４０，７０〜７３，８０〜８４ 光ファイバ増幅装置（光増幅装置）
２２，４６，４７，５４，５６，５７，６２，６３ 光分波器
４１，４２，６０ 光増幅部
４５ 光可変減衰器
４８，４９ 光パワー検出回路
５０ 制御回路
５１ 補正回路
５２ 制御・監視信号受信回路
５３ 制御・監視信号送信回路
５８，５９，６４，６５ 光パワー検出回路
１１１〜１１ｎ 各光送信器
２３１〜２３ｎ 光受信器
Claims (2)
- 少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器とが接続され光増幅装置を構成し、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅部で増幅し、前記光信号の入力光パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅方法において、
前記検出された光出力パワーと、前記最終出力端に接続される伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅部に依存する比例係数と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御工程を含み、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅方法。 - 光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段を有し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅装置において、
前記検出された光出力パワーと、前記最終出力端に接続される伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅部に依存する比例係数と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段を備え、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅装置。
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