JP3999629B2 - 波長多重光伝送システムおよびその中継局 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重光伝送システム及びその中継局に係わり、特に、光増幅器の利得や伝送路光ファイバの損失などの波長依存性によって生じる受信光パワーのチャネル間偏差(波長間偏差)を抑圧することにより光伝送システムの大容量化、長距離化を実現する波長多重光伝送システム及び中継局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重光増幅中継伝送システムにおける受信光パワーのチャネル間ばらつき(波長間ばらつき)は、波長多重信号が通過する光損失媒質（光デバイス、光増幅器、光伝送路）などの特性、波長依存性に起因し、その要因と特徴により以下のような成分に分類される。
1)光伝送路、光デバイスの損失波長依存性、光伝送路のラマン効果などに起因するスロープ(一次傾斜)成分。
2)光増幅器の利得の波長依存性などに起因するうねり(比較的緩やかにスペクトル形状が上下する)成分。
3)光増幅器内の利得等化器、OADM(Optical Add/Drop Multiplexer)などに使用する光デバイス、各チャネルの送信器出力レベル偏差および波長多重後の調整誤差などに起因するリプル(0.1〜1nmオーダーでの偏差)成分。
【０００３】
これらの要因の結果としておこる、受信端における光パワーのチャネル間ばらつきは、光SNRのばらつきを発生し、その結果として伝送特性(ビットエラーレートBER)を劣化させることとなり、波長多重光伝送の容量、伝送距離を著しく制限してしまうこととなる。すなわち、多重化された波長のうち、最も低いパワーの波長信号が伝送後の受信パワーの下限値であるので、最大伝送距離は、最も低いパワーの波長信号によって制限される。したがって、伝送後の波長間偏差を低減することが最大中継伝送距離を拡大させる上で重要となる。
【０００４】
その対策として、波長に対する光スペクトルのスロープ(波長特性の一次傾斜)、うねりの成分をラマンアンプの励起光の励起比率を変えることによって取り除く平坦化制御や送信端での光出力レベルをチャネル毎に変えて、受信端での光SNR（Signal to Noise Ratio）を均一にする光プリエンファシス制御がある。
ラマンアンプの平坦化制御は、各ノード(光中継局)の光増幅器への入力レベルをできる限り均一にすることを目的とし、プリエンファシス制御は各チャネルの光SNRを計算または測定し、送信端での出力レベルを調整して受信端での光SNRを均一化することを目的としている。これらの制御を行うことによって、システム全体としての光SNR特性を向上させ、より大容量、長距離の伝送を可能としている。
【０００５】
図14は光プリエンファシス制御の説明図である(特開平2001-203414号公報)。光送信局11内の光送信器11aで生成されたWDM(Wavelength division multiplexing)光信号は、光伝送路12に設けられた複数個の光中継局13a、13b、…13nで光伝送路12の損失や光中継局13a、13b、…13n の損失を補償するために増幅されて、光受信局14に伝送され、光受信器14aにより受信、処理される。光中継局13a、13b、…13nの損失は、局内の分散補償ファイバなどの光部品によって生じる。
【０００６】
WDM光信号は、光送信器11aから光伝送路12へ送出される際、光送信局内のプリエンファシス制御回路11bによってプリエンファシスが施される。すなわち、プリエンファシス制御回路11bは、光受信局１４より受信した全チャネルの光SNRの平均値と各チャネルの光SNRの差を演算し、該差を補償するように各チャネルの光レベルを光減衰器11cで調整し、光送信器11aは該調整された全チャネルの光信号を波長多重して光伝送路12へ送出する。そして、各波長光信号の光SNRは、光受信局14に備えられた光SNR測定回路14bによって測定され、回線15を介して光送信局11に送信され、以後上記プリエンファシス制御が繰り返される。以上により光受信局14において光SNRが均一になるように制御される。
【０００７】
図15はラマンアンプの平坦化制御の構成図である。
ラマンアンプは図16に示すように励起光波長から増幅媒体のラマンシフト量だけシフトされた信号波長に利得を生じるものであり、ラマンシフト量及びラマン帯域は増幅媒体固有に与えられるものである。従って、励起波長を長波長側にシフトすると利得の中心波長及び利得帯域が励起波長のシフト量と同じだけ長波長側にシフトする。また、励起波長が僅かずつ異なる励起光源を一括して増幅媒体に入力することにより図17に示すように広帯域の光増幅が可能である。また、利得は励起光波長のパワーが大きいほど大きくなるように変化するから、各励起波長のパワーを制御することにより任意の利得特性をラマンアンプに付与することができる(特開平2002-72262号公報)。
【０００８】
複数の信号光（WDM信号光）が波長多重されて、ラマンアンプ20の入力側から後方励起されたラマンアンプ増幅媒体21に入力する。波長多重部22は中心波長が異なる励起光源ブロック23a、23b、23cからの波長λp1〜λp3の励起光を多重して合波カプラ24に入力する。合波カプラ24は、波長λp1〜λp3の励起光と波長多重した主信号光とを合波してラマンアンプ増幅媒体21に供給する。スペクトルアナライザ25は光増幅器26の入力部あるいは出力部(図では入力部)のスペクトルを検出して励起光制御部27に入力する。励起光制御部27は、スペクトルアナライザ25の出力より波長特性の傾斜(チルト)を計算し、該波長特性と逆特性となるように各励起光のパワーを計算して励起光源ブロック23a、23b、23cに入力する。この結果、励起光源ブロック23a、23b、23cは入力されたパワーに応じた強さ(励起比率)を有する波長λp1〜λp3の励起光を発生し、補償対象区間の光伝送路で発生するチルトを補正し、波長特性を平坦化して光増幅器26に入力する。
以上の補償方式により、受信端におけるチャネル間の光パワー偏差、光SNR偏差を最小限に抑え、大容量、長距離の伝送を可能にする。
また、光伝送路に設けられた複数の光増幅器間に減衰度が可変な光アッテネータを設け、該光アッテネータにより波長特性を平坦にする技術もある(特開平2002-84024号公報)。
【特許文献１】
特開平2001-203414号公報
【特許文献２】
特開平2002-72262号公報
【特許文献３】
特開平2002-84024号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ラマンアンプによる平坦化制御は、光プリエンファシス制御を行うために送信端に配置される各チャネルの光減衰器の減衰量に十分な余裕があれば、予めスペクトルのスロープ、うねりの成分を除去する方法として非常に有効である。
しかし、ラマンアンプの平坦化制御が、光増幅器の入出力パワーの均一化を目的としているのに対し、光プリエンファシス制御は光SNRの均一化を目的としていることから、両方の制御を併用する際には、以下の▲１▼〜▲３▼について考慮する必要がある。
▲１▼各ノードの光増幅器への入力スペクトルが平坦になっていれば、理論上は受信端での光SNRも均一になっているはずである。しかし、ラマンアンプは１乃至数個の励起光で平坦化するため平坦化には限界があり、うねりの成分や、チャネル毎にレベルに偏差が生じるリプル成分は除去できない。このため、最終的に光SNRを均一化するためには、平坦化後に光プリエンファシス制御を行う必要がある。
▲２▼波長多重光伝送システムを導入する場合、そのシステムが大容量、多数の波長をサポートできる機能を有していても、初期は少数波長から導入していくのが普通である。平坦化制御は、各ノードのスペクトラムアナライザの測定結果を見ながら、スペクトルが平坦になるように励起光を調整する制御であるが、初期導入時の数波しかない状態で平坦化したときの励起状態と、最終的に多波長増設された後で平坦化したときの励起状態とは異なっている可能性が高い。できるだけ光プリエンファシス制御に負担を掛けないように、波長数、波長配置毎に最適な平坦化制御を行うためには、波長が増設、減設された時点で平坦化制御を行うのが好ましい。
▲３▼以上のように、光特性上最適な状態は、最終的に光プリエンファシス制御で作り出すため、最初に平坦化制御、次に光プリエンファシス制御の順番で制御を行う必要がある。但し、波長の増減設などを行った後には、プリエンファシス制御の負担を軽減するために再度平坦化制御を行う必要があり、その時点で、既存の波長に対してプリエンファシス制御により最適になっていたスペクトル状態を崩してしまう可能性がある。このことはサービス開始後の光信号劣化の要因となり、エラーを引き起こす結果となりうる。かかる状況を避けるためには、増減設後の平坦化制御を行う際、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるような制御を行う必要がある。しかし、特許文献1-3で示した従来技術ではかかる平坦化制御を行っていない。
以上から本発明の目的は、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増減設した波長に対してはできる限り平坦になるように波長増減設後の平坦化制御を行えるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1は、光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムであり、▲１▼ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、▲２▼送信端にてパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化手段、▲３▼光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段を備えている。パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化制御を行い、しかる後、光SNR均一化手段は光SNR均一化制御を行う。
たとえば、前記補正値取得手段を中継局に設けられた監視制御装置とする。監視制御装置は、▲１▼ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御の前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出して保持し、▲２▼光パワー均一化制御に際して、スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、▲３▼ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。
本発明の第2は、光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムの中継局であり、▲１▼ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、▲２▼送信端でパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化制御の前後における、各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段を備えている。パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化を行う。
たとえば、前記補正値取得手段を中継局に設けられた監視制御装置とする。監視制御装置は、▲１▼ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御の前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出して保持し、▲２▼光パワー均一化制御に際して、スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、▲３▼ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。
本発明の波長多重光伝送システム及び中継器によれば、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるように増設後の平坦化制御を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（A）本発明の概略
一度プリエンファシス制御を行ってスペクトル形状を最適化した場合、波長増減設時にこの最適化したスペクトル形状を崩さないように平坦化制御(均一化制御)を行うには、上記プリエンファシス制御の前後におけるパワーレベルの変動量を記憶しておき、波長増減設時にその変動量情報を用いて平坦化制御を行う方法が有効である。
具体的には、各チャネル(波長)毎にプリエンファシス後のスペクトル形状についての情報（パワーレベルの変動量）を計算または測定して記憶し、波長増減設時におけるラマンアンプの平坦化制御に際してスペクトラムアナライザからの情報(パワーレベル)から、記憶しておいた情報を減算することで、プリエンファシス制御によって変動したレベルを考慮した上での平坦化制御を行うことが可能になる。
【００１２】
（Ｂ）本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の制御
図1は本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の処理フローである。波長多重光伝送システムは、例えば図2に示すように送信端51と受信端52との間に光信号を増幅すると共にチャネル間偏差を補償するための多数の中継局53a〜53dが設けられている。送信端、受信端、中継局をノードと呼ぶものとすると、図ではノードＡ〜ノードＦが設けられている。送信端であるノードＡ、中継局53a〜53dであるノードＢ〜Ｅ、受信端52であるノードＦには、光増幅器PAMが設けられ、適宜、ラマンアンプRMA、スペクトルアナライザSPAが設けられている。又、送信端51は図14で説明したと同様の構成を備えプリエンファシス制御回路51a、光減衰器51bが設けられ、受信端52には光SNR測定回路54bが設けられている。
【００１３】
初期立ち上げ制御において(図1(a))、各ノードの光増幅器及びラマンアンプを立げる(ステップ101)。立ち上げ後、各スペクトルアナライザSPAは光増幅器PAMの入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定し、各ラマンアンプRMAはスペクトルアナライザSPAにより検出された該波長特性を用いて平坦化制御を行う(ステップ102)。次に光プリエンファシス制御を行うが、光プリエンファシスによってどの程度スペクトル形状が変わったかどうかを見るために、ラマンアンプRMA又は監視制御部(図示せず)はプリエンファシス制御前の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス前の波長毎のパワーを保存する(ステップ103)。
【００１４】
しかる後、送信端51においてプリエンファシスを行い(ステップ104)、プリエンファシス実行後、ラマンアンプRMAはプリエンファシス後の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス後の波長特性(波長毎のパワー)を保存する(ステップ105)。また、プリエンファシス後の波長毎のパワーD2nとプリエンファシス前の波長毎のパワーD1nとの差を演算して補正値Dnとして保存する(ステップ106)。この値が実際に使用されるのは、後日の波長増減設時にラマンアンプの平坦化制御を行う場合である。以上により、初期立ち上げ時における処理が終了する。以後、波長増減設などが起きるまではラマンアンプRMAの励起比率は動かさず、一定の励起光を出力しつづける。
かかる状態において、波長増減設が起きると(ステップ151)、ラマンアンプRMAは立上げ時に測定または算出しておいた補正値を使用して、平坦化制御を行う(ステップ152)。つまり、プリエンファシスによってスペクトル形状が動いた部分に関して、その形状を保つように平坦化制御を行う。例えば、ラマンアンプRMAは、スペクトルアナライザSPAが検出した平坦化制御時の各波長の光パワーから保存してある前記補正値を減算し、該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。これにより、波長が増設または減設されたことによるスペクトルの変動分は、平坦化制御によってより最適な状態に調整される。
【００１５】
ついで、立上げ時と同様に、プリエンファシス制御前の状態を測定または計算して保存する(ステップ153)。たとえば、ラマンアンプRMAはプリエンファシス制御前のスペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス前の波長毎のパワーを保存する。
しかる後、送信端51においてプリエンファシスを行い(ステップ154)、プリエンファシス実行後、ラマンアンプRMAはプリエンファシス後の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス後の波長特性(波長毎のパワー)を保存する(ステップ155)。また、プリエンファシス後の波長毎のパワーとプリエンファシス前の波長毎のパワーとの差を演算して前回補正値Dnに足し込んで新しい補正値として保存する(ステップ156)。以上により、波長増減設時における処理が終了する。以後、次の増減設などが起きるまではラマンアンプRMAの励起比率は動かさず、一定の励起光を出力しつづける。
波長増減設を行う毎に上記動作、制御を繰り返すことにより、プリエンファシスによるスペクトル形状の変化分を保持し、かつ、増減設によるスペクトル形状の変化分を補償するように制御を行うことが可能になる。
【００１６】
（C）第1実施例の平坦化制御
図3は第1実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図であり、61は光ファイバよりなる光伝送路、62は平坦化制御を行うラマンアンプ（RMA）、63は光信号を増幅する光増幅器、64は光増幅器の入力部あるいは出力部における各波長のパワーを検出するスペクトルアナライザ（SPA）である。
ラマンアンプ62は図15に示す従来と同様の構成を備えている。すなわち、WDM信号光がラマンアンプ62の入力側から後方励起されたラマンアンプ増幅媒体62aに入力する。波長多重部62bは中心波長が異なる励起光源ブロック62c1,62c2,62c3からの波長λp1〜λp3の励起光を多重して合波カプラ62dに入力する。合波カプラ62dは、波長λp1〜λp3の励起光とWDM信号光とを合波してラマンアンプ増幅媒体62aに供給する。
スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部の波長毎のパワーを検出して励起光制御部62eに入力する。励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64の出力より波長特性の傾斜(チルト)を計算し、該波長特性と逆特性となるように各励起光のパワーを計算して励起光源ブロック62c1,62c2,62c3に入力する。この結果、励起光源ブロック62c1,62c2,62c3は入力されたパワーに応じた強さ(励起比率)を有する波長λp1〜λp3の励起光を発生し、光伝送路61で発生するチルトを補正し、波長特性を平坦化して光増幅器63に入力する。
【００１７】
図4、図5はそれぞれ第1実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。第1実施例では、プリエンファシス制御前後のスペクトラムアナライザ64からの情報(波長特性)をラマンアンプ62が保持し、このプリエンファシス制御前後の波長特性の差分を補正値として計算、保存し、増減設時に該補正値を用いて平坦化制御する。
図4の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザSPAは光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ201)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ202)。
一方、ラマンアンプ62の励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ251)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ252)、以後、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ253)。なお、ｎは波長番号である。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ203)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ204)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2nを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ205)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
ラマンアンプ62の励起光制御部62eはステップ253において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信すれば保存し(ステップ254)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ255)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ256)、初期立ち上げ時の制御を終了する。なお、励起光制御部62eはD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００１８】
図５の処理において、スペクトルアナライザ64は、波長増減設が発生したか監視し(ステップ211)、ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から光増幅器の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPn(nは波長番号)を受信したか監視する(ステップ261)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ212)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ213)。
ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から波長毎のパワーPnを受信すれば、各波長のパワーPn′を補正値Dnを用いて次式
P1n′=Pn−Dn
＝Pn−(D2n−D1n) (1)
により演算し(ステップ262)、このPn′を用いて平坦化制御を行う(ステップ263)。以後、励起光制御部62eは、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ264)。
【００１９】
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ214)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ215)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ216)、波長増減設時の制御を終了する。
ラマンアンプ62の励起光制御部62eは、ステップ264において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信すれば、該パワーD1n′を保存し(ステップ265)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ266)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ267)、波長増減設時の制御を終了する。励起光制御部62eはD2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２０】
（Ｄ）第２実施例の平坦化制御
図６は第２実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図であり、図3の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、スペクトルアナライザ64が各波長のパワーPn′を(1)式により演算して波長増減設時にラマンアンプ64に入力する点である。又、スペクトルアナライザ64は、スペクトル検出部64aと演算部64bを備えている。
図7、図8はそれぞれ第2実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。第2実施例では、プリエンファシス制御前後の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性をスペクトルアナライザ64が測定、保持し、波長増減設時に(1)式の演算を行って各波長のパワーPn′をラマンアンプ64に入力する。
【００２１】
図7の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ301)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ302)。
一方、ラマンアンプ62の励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ351)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ352)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
一方、スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定して保存すると共に(ステップ303)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ304)。なお、nは波長番号である。
ついで、プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2nを測定して保存し(ステップ305)、初期立ち上げ時の制御を終了する。この場合、スペクトルアナライザ64の演算部64bは、予めD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００２２】
図8の処理において、スペクトルアナライザ64は波長増減設が発生したか監視し(ステップ311)、ラマンアンプの励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から各波長のパワーPn′を受信するのを待つ(ステップ361)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定する(ステップ312)。ついで、スペクトルアナライザ64の演算部64bは、(1)式により補正値Dn(=D2n−D1n)を用いて各波長のパワーPn′を演算し(ステップ313)、ラマンアンプ62に通知し(ステップ314)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ315)。
ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から波長毎のパワーPn′を受信すれば、Pn′を用いて平坦化制御を行い(ステップ362)、波長増減設時の制御を終了する。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定して保存し(ステップ316)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ317)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定して保存し(ステップ318)、波長増減設時の制御を終了する。スペクトルアナライザ64の演算部64bは、D2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２３】
（E）第3実施例の平坦化制御
図９は第３実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図であり、送信端51と受信端52との間に光信号を増幅すると共にチャネル間偏差を補償するための多数の中継局53a〜53dが設けられている。送信端であるノードＡ、中継局53a〜53dであるノードＢ〜Ｅ、受信端52であるノードＦには、光増幅器63,監視制御部71が設けられ、適宜、ラマンアンプ62、スペクトルアナライザ64が設けられている。又、送信端51には図14で説明したプリエンファシス制御回路51a、光減衰器51bが設けられ、受信端52には光SNR測定回路54bが設けられている。図10、図11はそれぞれ第3実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。第３実施例では、プリエンファシス制御前後の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性を監視制御部71が保存し、増減設時に補正値Dnを演算してラマンアンプ64に入力し、ラマンアンプが(1)式に従ってPn′を計算して平坦化制御を実行する。
【００２４】
図10の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ401)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ402)。
一方、ラマンアンプ62はスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ451)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ452)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定して監視制御部71に通知し(ステップ403)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ404)。なお、ｎは波長番号である。
プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD2nを測定して監視制御部71に通知し(ステップ405)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
監視制御部71は、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待ち(ステップ481)、スペクトルアナライザ64より、波長毎のパワーD1nを受信すれば保存し(ステップ482)、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ483)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ484)、初期立ち上げ時の制御を終了する。なお、監視制御部71はD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００２５】
図11の処理において、スペクトルアナライザ64及び監視制御部71は共に、波長増減設が発生したか監視する(ステップ411、491)。又、ラマンアンプ62は、スペクトルアナライザ64から光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPn(nは波長番号)を受信したか監視すると共に、監視制御部71から補正値Dnを受信したか監視する(ステップ461)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ412)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ413)。又、監視制御部71は、波長増減設を検出すれば、保存してあるプリエンファシス制御前後の波長特性D1,D2nの差分Dn(＝D2n−D1n）を補正値として演算し、該補正値をラマンアンプ62に通知し(ステップ492)、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ493)。
ラマンアンプ62は、スペクトルアナライザ64より波長毎のパワーPnを受信し、かつ、監視制御部71より補正値Dnを受信すれば、(1)式に従って波長毎のパワーPn′を演算し(ステップ462)、このパワーPn′を用いて平坦化制御を行い(ステップ463)、増減設時の制御を終了する。
【００２６】
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプ62による平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定して監視制御部71に通知し(ステップ414)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ415)。スペクトルアナライザ64は、プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定して監視制御部71に通知し(ステップ416)、波長増減設時の制御を終了する。
監視制御部71は、ステップ493において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信すれば、該パワーD1n′を保存し(ステップ494)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ495)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ496)、波長増減設時の制御を終了する。監視制御部71はD2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２７】
（F）第4実施例の平坦化制御
図12は第４実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図であり、図9の波長多重光伝送システムと同一部分には同一符号を付している。図9のシステムと異なる点は、第3実施例では監視制御部が補正値Dnを演算しているが、第4実施例では、外部制御装置81を設け、該外部制御装置81が補正値Dnを演算して各ノードのラマンアンプ63に送信する点である。
外部制御装置81はパソコン構成になっており、ノードFの監視制御部71に接続し、該監視制御部及び上り、下りリンクを介して監視制御信号を各ノードと送受可能になっている。図13はノード間の監視制御信号送受の説明図である。
隣接する2つの第1、第2ノード101,102はノードEW側リンク(上りリンク)103とWE側リンク(下りリンク)104で接続されている。各ノードには上り、下りの光増幅器111、112が設けられ、その前後には分波部113,114、合波器115,116が設けられている。分波器113,114は監視制御信号に割り当てた波長の光を分波し、該波長光をO/E変換部(光・電気変換部)117,118を介して監視制御部119に入力する。監視制御部119は受信した監視制御信号に含まれる補正値Dnを抽出してラマンアンプ64に入力する制御や光増幅器111,112のスロープ補正の実施、不実施の制御、その他の制御を実施する。又、監視制御部119は、プリエンファシス制御前後の光増幅器のパワーD1n,D2nをスペクトルアナライザ64から受信して、監視制御信号に含めてE/O変換部121,122に入力する。E/O変換部121,122は監視制御信号を所定の波長の光に変換し、合波器115、116はWDM主信号光と監視制御信号光を合波して隣接ノードに向けて送信する。なお、図13においてラマンアンプ、スペクトルアナライザは図示しないが適宜、分波器113,114と光増幅器111,112の間に挿入される。
【００２８】
図12において、各ノードの監視制御部71はプリエンファシス制御前後のパワーデータD1n,D2nを監視制御信号で外部制御装置81に通知する。外部制御装置81は、各ノードの監視制御部71より受信したパワーデータD1n,D2nを用いてノード毎に補正値Dnを演算して保存する。
そして、波長増減設時、外部制御装置81は監視制御信号を用いて各ノードのラマンアンプ62の補正値Dnを監視制御部71を介して該ラマンアンプに通知する。ラマンアンプ62は、波長増減設時の光パワー均一化制御において、光増幅器63のパワーPnから受信した補正値Dnを減算した値Pn′を用いて光パワー均一化制御を行う。
【００２９】
（G）変形例
以上では、光増幅器63の入力部あるいは出力部における光パワーに基づいて補正値Dnを算出したが、光SNR均一化制御前の送信端における各波長の光パワー減衰量と、光SNR均一化制御後の送信端における各波長の光パワー減衰量との差分により前記補正値を取得するように構成することもできる。この場合、監視制御信号を用いて各波長の光パワー減衰量を各ノードのラマンアンプへ通知する。
【００３０】
・付記
(付記１） 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムにおいて、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
送信端にてパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化手段、
光SNR均一化制御の前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化制御を行い、しかる後、前記光SNR均一化手段は光SNR均一化制御を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システム。
（付記２） 前記補正値取得手段は、スペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出する、
ことを特徴とする付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記３） 前記光SNR均一化手段は光SNR均一化制御に使用する光可変アッテネータを備え、
前記補正値取得手段は、光SNR均一化制御前の送信端における各波長の光パワー減衰量と、光SNR均一化制御後の送信端における各波長の光パワー減衰量との差分により前記補正値を取得する、
ことを特徴とする付記１記載の波長多重光伝送システム。
（付記４） 前記補正値取得手段をラマンアンプ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記２記載の波長多重光伝送システム。
（付記５） 前記補正値取得手段をスペクトルアナライザ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記２記載の波長多重光伝送システム。
（付記６） 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際して、該スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記７） 監視制御信号を各中継局と送受信可能な外部制御装置を備え、
該外部制御装置は光SNR均一化制御前後の光パワーデータを入力されて前記補正値を計算し、ラマンアンプによる前記光パワー均一化制御に際して監視制御信号を用いて該補正値をラマンアンプに送付し、ラマンアンプは該光パワー均一化制御時における光パワーデータから前記補正値を減算した値を用いて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とす付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記８） 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムの中継局において、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
受信端の光SNRを均一にするための送信端における光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御において取得した前記補正値を使用して均一化を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システムの中継局。
（付記９） 前記補正値取得手段は、スペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出する、
ことを特徴とする付記８記載の中継局。
（付記10） 前記補正値取得手段をラマンアンプ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記９載の中継局。
（付記11） 前記補正値取得手段をスペクトルアナライザ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記９記載の中継局。
（付記12） 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、該監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際してスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とすることを特徴とする付記８記載の中継局。
【００３１】
【発明の効果】
以上の本発明の波長多重光伝送システム及び中継局によれば、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるように増設後の平坦化制御を行うことができる。
又、本発明によれば、平坦化後に光プリエンファシス制御を行うため光プリエンファシス制御に負担を掛けないようにすることができる。
また、本発明によれば、監視制御部や外部制御装置に補正値の演算、保存制御を行わせることができ、ラマンアンプの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の処理フローである。
【図２】波長多重光伝送システムである。
【図３】第1実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図である。
【図４】第1実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図５】第1実施例の波長増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図６】第２実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図である。
【図７】第2実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図８】第2実施例の波長増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図９】第３実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図である。
【図１０】第3実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。
【図１１】第3実施例の波長増減設時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。
【図１２】第４実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図である。
【図１３】ノード間の監視制御信号送受の説明図である。
【図１４】光プリエンファシス制御の説明図である。
【図１５】ラマンアンプの平坦化制御の構成図である。
【図１６】第１の励起光波長と利得の関係図である。
【図１７】第２の励起光波長と利得の関係図である。
【符号の説明】
61 光ファイバよりなる光伝送路
62 平坦化制御を行うラマンアンプ（RMA）
63 光信号を増幅する光増幅器
64 スペクトルアナライザ（SPA）
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重光伝送システム及びその中継局に係わり、特に、光増幅器の利得や伝送路光ファイバの損失などの波長依存性によって生じる受信光パワーのチャネル間偏差(波長間偏差)を抑圧することにより光伝送システムの大容量化、長距離化を実現する波長多重光伝送システム及び中継局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重光増幅中継伝送システムにおける受信光パワーのチャネル間ばらつき(波長間ばらつき)は、波長多重信号が通過する光損失媒質（光デバイス、光増幅器、光伝送路）などの特性、波長依存性に起因し、その要因と特徴により以下のような成分に分類される。
1)光伝送路、光デバイスの損失波長依存性、光伝送路のラマン効果などに起因するスロープ(一次傾斜)成分。
2)光増幅器の利得の波長依存性などに起因するうねり(比較的緩やかにスペクトル形状が上下する)成分。
3)光増幅器内の利得等化器、OADM(Optical Add/Drop Multiplexer)などに使用する光デバイス、各チャネルの送信器出力レベル偏差および波長多重後の調整誤差などに起因するリプル(0.1〜1nmオーダーでの偏差)成分。
【０００３】
これらの要因の結果としておこる、受信端における光パワーのチャネル間ばらつきは、光SNRのばらつきを発生し、その結果として伝送特性(ビットエラーレートBER)を劣化させることとなり、波長多重光伝送の容量、伝送距離を著しく制限してしまうこととなる。すなわち、多重化された波長のうち、最も低いパワーの波長信号が伝送後の受信パワーの下限値であるので、最大伝送距離は、最も低いパワーの波長信号によって制限される。したがって、伝送後の波長間偏差を低減することが最大中継伝送距離を拡大させる上で重要となる。
【０００４】
その対策として、波長に対する光スペクトルのスロープ(波長特性の一次傾斜)、うねりの成分をラマンアンプの励起光の励起比率を変えることによって取り除く平坦化制御や送信端での光出力レベルをチャネル毎に変えて、受信端での光SNR（Signal to Noise Ratio）を均一にする光プリエンファシス制御がある。
ラマンアンプの平坦化制御は、各ノード(光中継局)の光増幅器への入力レベルをできる限り均一にすることを目的とし、プリエンファシス制御は各チャネルの光SNRを計算または測定し、送信端での出力レベルを調整して受信端での光SNRを均一化することを目的としている。これらの制御を行うことによって、システム全体としての光SNR特性を向上させ、より大容量、長距離の伝送を可能としている。
【０００５】
図14は光プリエンファシス制御の説明図である(特開平2001-203414号公報)。光送信局11内の光送信器11aで生成されたWDM(Wavelength division multiplexing)光信号は、光伝送路12に設けられた複数個の光中継局13a、13b、…13nで光伝送路12の損失や光中継局13a、13b、…13n の損失を補償するために増幅されて、光受信局14に伝送され、光受信器14aにより受信、処理される。光中継局13a、13b、…13nの損失は、局内の分散補償ファイバなどの光部品によって生じる。
【０００６】
WDM光信号は、光送信器11aから光伝送路12へ送出される際、光送信局内のプリエンファシス制御回路11bによってプリエンファシスが施される。すなわち、プリエンファシス制御回路11bは、光受信局１４より受信した全チャネルの光SNRの平均値と各チャネルの光SNRの差を演算し、該差を補償するように各チャネルの光レベルを光減衰器11cで調整し、光送信器11aは該調整された全チャネルの光信号を波長多重して光伝送路12へ送出する。そして、各波長光信号の光SNRは、光受信局14に備えられた光SNR測定回路14bによって測定され、回線15を介して光送信局11に送信され、以後上記プリエンファシス制御が繰り返される。以上により光受信局14において光SNRが均一になるように制御される。
【０００７】
図15はラマンアンプの平坦化制御の構成図である。
ラマンアンプは図16に示すように励起光波長から増幅媒体のラマンシフト量だけシフトされた信号波長に利得を生じるものであり、ラマンシフト量及びラマン帯域は増幅媒体固有に与えられるものである。従って、励起波長を長波長側にシフトすると利得の中心波長及び利得帯域が励起波長のシフト量と同じだけ長波長側にシフトする。また、励起波長が僅かずつ異なる励起光源を一括して増幅媒体に入力することにより図17に示すように広帯域の光増幅が可能である。また、利得は励起光波長のパワーが大きいほど大きくなるように変化するから、各励起波長のパワーを制御することにより任意の利得特性をラマンアンプに付与することができる(特開平2002-72262号公報)。
【０００８】
複数の信号光（WDM信号光）が波長多重されて、ラマンアンプ20の入力側から後方励起されたラマンアンプ増幅媒体21に入力する。波長多重部22は中心波長が異なる励起光源ブロック23a、23b、23cからの波長λp1〜λp3の励起光を多重して合波カプラ24に入力する。合波カプラ24は、波長λp1〜λp3の励起光と波長多重した主信号光とを合波してラマンアンプ増幅媒体21に供給する。スペクトルアナライザ25は光増幅器26の入力部あるいは出力部(図では入力部)のスペクトルを検出して励起光制御部27に入力する。励起光制御部27は、スペクトルアナライザ25の出力より波長特性の傾斜(チルト)を計算し、該波長特性と逆特性となるように各励起光のパワーを計算して励起光源ブロック23a、23b、23cに入力する。この結果、励起光源ブロック23a、23b、23cは入力されたパワーに応じた強さ(励起比率)を有する波長λp1〜λp3の励起光を発生し、補償対象区間の光伝送路で発生するチルトを補正し、波長特性を平坦化して光増幅器26に入力する。
以上の補償方式により、受信端におけるチャネル間の光パワー偏差、光SNR偏差を最小限に抑え、大容量、長距離の伝送を可能にする。
また、光伝送路に設けられた複数の光増幅器間に減衰度が可変な光アッテネータを設け、該光アッテネータにより波長特性を平坦にする技術もある(特開平2002-84024号公報)。
【特許文献１】
特開平2001-203414号公報
【特許文献２】
特開平2002-72262号公報
【特許文献３】
特開平2002-84024号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ラマンアンプによる平坦化制御は、光プリエンファシス制御を行うために送信端に配置される各チャネルの光減衰器の減衰量に十分な余裕があれば、予めスペクトルのスロープ、うねりの成分を除去する方法として非常に有効である。
しかし、ラマンアンプの平坦化制御が、光増幅器の入出力パワーの均一化を目的としているのに対し、光プリエンファシス制御は光SNRの均一化を目的としていることから、両方の制御を併用する際には、以下の▲１▼〜▲３▼について考慮する必要がある。
▲１▼各ノードの光増幅器への入力スペクトルが平坦になっていれば、理論上は受信端での光SNRも均一になっているはずである。しかし、ラマンアンプは１乃至数個の励起光で平坦化するため平坦化には限界があり、うねりの成分や、チャネル毎にレベルに偏差が生じるリプル成分は除去できない。このため、最終的に光SNRを均一化するためには、平坦化後に光プリエンファシス制御を行う必要がある。
▲２▼波長多重光伝送システムを導入する場合、そのシステムが大容量、多数の波長をサポートできる機能を有していても、初期は少数波長から導入していくのが普通である。平坦化制御は、各ノードのスペクトラムアナライザの測定結果を見ながら、スペクトルが平坦になるように励起光を調整する制御であるが、初期導入時の数波しかない状態で平坦化したときの励起状態と、最終的に多波長増設された後で平坦化したときの励起状態とは異なっている可能性が高い。できるだけ光プリエンファシス制御に負担を掛けないように、波長数、波長配置毎に最適な平坦化制御を行うためには、波長が増設、減設された時点で平坦化制御を行うのが好ましい。
▲３▼以上のように、光特性上最適な状態は、最終的に光プリエンファシス制御で作り出すため、最初に平坦化制御、次に光プリエンファシス制御の順番で制御を行う必要がある。但し、波長の増減設などを行った後には、プリエンファシス制御の負担を軽減するために再度平坦化制御を行う必要があり、その時点で、既存の波長に対してプリエンファシス制御により最適になっていたスペクトル状態を崩してしまう可能性がある。このことはサービス開始後の光信号劣化の要因となり、エラーを引き起こす結果となりうる。かかる状況を避けるためには、増減設後の平坦化制御を行う際、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるような制御を行う必要がある。しかし、特許文献1-3で示した従来技術ではかかる平坦化制御を行っていない。
以上から本発明の目的は、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増減設した波長に対してはできる限り平坦になるように波長増減設後の平坦化制御を行えるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1は、光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムであり、▲１▼ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、▲２▼送信端にてパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化手段、▲３▼光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段を備えている。パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化制御を行い、しかる後、光SNR均一化手段は光SNR均一化制御を行う。
たとえば、前記補正値取得手段を中継局に設けられた監視制御装置とする。監視制御装置は、▲１▼ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御の前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出して保持し、▲２▼光パワー均一化制御に際して、スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、▲３▼ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。
本発明の第2は、光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムの中継局であり、▲１▼ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、▲２▼送信端でパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化制御の前後における、各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段を備えている。パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化を行う。
たとえば、前記補正値取得手段を中継局に設けられた監視制御装置とする。監視制御装置は、▲１▼ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御の前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出して保持し、▲２▼光パワー均一化制御に際して、スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、▲３▼ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。
本発明の波長多重光伝送システム及び中継器によれば、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるように増設後の平坦化制御を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（A）本発明の概略
一度プリエンファシス制御を行ってスペクトル形状を最適化した場合、波長増減設時にこの最適化したスペクトル形状を崩さないように平坦化制御(均一化制御)を行うには、上記プリエンファシス制御の前後におけるパワーレベルの変動量を記憶しておき、波長増減設時にその変動量情報を用いて平坦化制御を行う方法が有効である。
具体的には、各チャネル(波長)毎にプリエンファシス後のスペクトル形状についての情報（パワーレベルの変動量）を計算または測定して記憶し、波長増減設時におけるラマンアンプの平坦化制御に際してスペクトラムアナライザからの情報(パワーレベル)から、記憶しておいた情報を減算することで、プリエンファシス制御によって変動したレベルを考慮した上での平坦化制御を行うことが可能になる。
【００１２】
（Ｂ）本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の制御
図1は本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の処理フローである。波長多重光伝送システムは、例えば図2に示すように送信端51と受信端52との間に光信号を増幅すると共にチャネル間偏差を補償するための多数の中継局53a〜53dが設けられている。送信端、受信端、中継局をノードと呼ぶものとすると、図ではノードＡ〜ノードＦが設けられている。送信端であるノードＡ、中継局53a〜53dであるノードＢ〜Ｅ、受信端52であるノードＦには、光増幅器PAMが設けられ、適宜、ラマンアンプRMA、スペクトルアナライザSPAが設けられている。又、送信端51は図14で説明したと同様の構成を備えプリエンファシス制御回路51a、光減衰器51bが設けられ、受信端52には光SNR測定回路54bが設けられている。
【００１３】
初期立ち上げ制御において(図1(a))、各ノードの光増幅器及びラマンアンプを立げる(ステップ101)。立ち上げ後、各スペクトルアナライザSPAは光増幅器PAMの入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定し、各ラマンアンプRMAはスペクトルアナライザSPAにより検出された該波長特性を用いて平坦化制御を行う(ステップ102)。次に光プリエンファシス制御を行うが、光プリエンファシスによってどの程度スペクトル形状が変わったかどうかを見るために、ラマンアンプRMA又は監視制御部(図示せず)はプリエンファシス制御前の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス前の波長毎のパワーを保存する(ステップ103)。
【００１４】
しかる後、送信端51においてプリエンファシスを行い(ステップ104)、プリエンファシス実行後、ラマンアンプRMAはプリエンファシス後の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス後の波長特性(波長毎のパワー)を保存する(ステップ105)。また、プリエンファシス後の波長毎のパワーD2nとプリエンファシス前の波長毎のパワーD1nとの差を演算して補正値Dnとして保存する(ステップ106)。この値が実際に使用されるのは、後日の波長増減設時にラマンアンプの平坦化制御を行う場合である。以上により、初期立ち上げ時における処理が終了する。以後、波長増減設などが起きるまではラマンアンプRMAの励起比率は動かさず、一定の励起光を出力しつづける。
かかる状態において、波長増減設が起きると(ステップ151)、ラマンアンプRMAは立上げ時に測定または算出しておいた補正値を使用して、平坦化制御を行う(ステップ152)。つまり、プリエンファシスによってスペクトル形状が動いた部分に関して、その形状を保つように平坦化制御を行う。例えば、ラマンアンプRMAは、スペクトルアナライザSPAが検出した平坦化制御時の各波長の光パワーから保存してある前記補正値を減算し、該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う。これにより、波長が増設または減設されたことによるスペクトルの変動分は、平坦化制御によってより最適な状態に調整される。
【００１５】
ついで、立上げ時と同様に、プリエンファシス制御前の状態を測定または計算して保存する(ステップ153)。たとえば、ラマンアンプRMAはプリエンファシス制御前のスペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス前の波長毎のパワーを保存する。
しかる後、送信端51においてプリエンファシスを行い(ステップ154)、プリエンファシス実行後、ラマンアンプRMAはプリエンファシス後の情報を収集する。例えば、スペクトルアナライザSPAが測定するプリエンファシス後の波長特性(波長毎のパワー)を保存する(ステップ155)。また、プリエンファシス後の波長毎のパワーとプリエンファシス前の波長毎のパワーとの差を演算して前回補正値Dnに足し込んで新しい補正値として保存する(ステップ156)。以上により、波長増減設時における処理が終了する。以後、次の増減設などが起きるまではラマンアンプRMAの励起比率は動かさず、一定の励起光を出力しつづける。
波長増減設を行う毎に上記動作、制御を繰り返すことにより、プリエンファシスによるスペクトル形状の変化分を保持し、かつ、増減設によるスペクトル形状の変化分を補償するように制御を行うことが可能になる。
【００１６】
（C）第1実施例の平坦化制御
図3は第1実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図であり、61は光ファイバよりなる光伝送路、62は平坦化制御を行うラマンアンプ（RMA）、63は光信号を増幅する光増幅器、64は光増幅器の入力部あるいは出力部における各波長のパワーを検出するスペクトルアナライザ（SPA）である。
ラマンアンプ62は図15に示す従来と同様の構成を備えている。すなわち、WDM信号光がラマンアンプ62の入力側から後方励起されたラマンアンプ増幅媒体62aに入力する。波長多重部62bは中心波長が異なる励起光源ブロック62c1,62c2,62c3からの波長λp1〜λp3の励起光を多重して合波カプラ62dに入力する。合波カプラ62dは、波長λp1〜λp3の励起光とWDM信号光とを合波してラマンアンプ増幅媒体62aに供給する。
スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部の波長毎のパワーを検出して励起光制御部62eに入力する。励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64の出力より波長特性の傾斜(チルト)を計算し、該波長特性と逆特性となるように各励起光のパワーを計算して励起光源ブロック62c1,62c2,62c3に入力する。この結果、励起光源ブロック62c1,62c2,62c3は入力されたパワーに応じた強さ(励起比率)を有する波長λp1〜λp3の励起光を発生し、光伝送路61で発生するチルトを補正し、波長特性を平坦化して光増幅器63に入力する。
【００１７】
図4、図5はそれぞれ第1実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。第1実施例では、プリエンファシス制御前後のスペクトラムアナライザ64からの情報(波長特性)をラマンアンプ62が保持し、このプリエンファシス制御前後の波長特性の差分を補正値として計算、保存し、増減設時に該補正値を用いて平坦化制御する。
図4の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザSPAは光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ201)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ202)。
一方、ラマンアンプ62の励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ251)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ252)、以後、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ253)。なお、ｎは波長番号である。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ203)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ204)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2nを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ205)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
ラマンアンプ62の励起光制御部62eはステップ253において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信すれば保存し(ステップ254)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ255)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ256)、初期立ち上げ時の制御を終了する。なお、励起光制御部62eはD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００１８】
図５の処理において、スペクトルアナライザ64は、波長増減設が発生したか監視し(ステップ211)、ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から光増幅器の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPn(nは波長番号)を受信したか監視する(ステップ261)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ212)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ213)。
ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から波長毎のパワーPnを受信すれば、各波長のパワーPn′を補正値Dnを用いて次式
P1n′=Pn−Dn
＝Pn−(D2n−D1n) (1)
により演算し(ステップ262)、このPn′を用いて平坦化制御を行う(ステップ263)。以後、励起光制御部62eは、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ264)。
【００１９】
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ214)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ215)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ216)、波長増減設時の制御を終了する。
ラマンアンプ62の励起光制御部62eは、ステップ264において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信すれば、該パワーD1n′を保存し(ステップ265)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ266)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ267)、波長増減設時の制御を終了する。励起光制御部62eはD2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２０】
（Ｄ）第２実施例の平坦化制御
図６は第２実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図であり、図3の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、スペクトルアナライザ64が各波長のパワーPn′を(1)式により演算して波長増減設時にラマンアンプ64に入力する点である。又、スペクトルアナライザ64は、スペクトル検出部64aと演算部64bを備えている。
図7、図8はそれぞれ第2実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。第2実施例では、プリエンファシス制御前後の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性をスペクトルアナライザ64が測定、保持し、波長増減設時に(1)式の演算を行って各波長のパワーPn′をラマンアンプ64に入力する。
【００２１】
図7の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ301)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ302)。
一方、ラマンアンプ62の励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ351)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ352)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
一方、スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定して保存すると共に(ステップ303)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ304)。なお、nは波長番号である。
ついで、プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2nを測定して保存し(ステップ305)、初期立ち上げ時の制御を終了する。この場合、スペクトルアナライザ64の演算部64bは、予めD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００２２】
図8の処理において、スペクトルアナライザ64は波長増減設が発生したか監視し(ステップ311)、ラマンアンプの励起光制御部62eはスペクトルアナライザ64から各波長のパワーPn′を受信するのを待つ(ステップ361)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定する(ステップ312)。ついで、スペクトルアナライザ64の演算部64bは、(1)式により補正値Dn(=D2n−D1n)を用いて各波長のパワーPn′を演算し(ステップ313)、ラマンアンプ62に通知し(ステップ314)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ315)。
ラマンアンプの励起光制御部62eは、スペクトルアナライザ64から波長毎のパワーPn′を受信すれば、Pn′を用いて平坦化制御を行い(ステップ362)、波長増減設時の制御を終了する。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定して保存し(ステップ316)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ317)。プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定して保存し(ステップ318)、波長増減設時の制御を終了する。スペクトルアナライザ64の演算部64bは、D2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２３】
（E）第3実施例の平坦化制御
図９は第３実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図であり、送信端51と受信端52との間に光信号を増幅すると共にチャネル間偏差を補償するための多数の中継局53a〜53dが設けられている。送信端であるノードＡ、中継局53a〜53dであるノードＢ〜Ｅ、受信端52であるノードＦには、光増幅器63,監視制御部71が設けられ、適宜、ラマンアンプ62、スペクトルアナライザ64が設けられている。又、送信端51には図14で説明したプリエンファシス制御回路51a、光減衰器51bが設けられ、受信端52には光SNR測定回路54bが設けられている。図10、図11はそれぞれ第3実施例の初期立ち上げ時と増減設時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。第３実施例では、プリエンファシス制御前後の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性を監視制御部71が保存し、増減設時に補正値Dnを演算してラマンアンプ64に入力し、ラマンアンプが(1)式に従ってPn′を計算して平坦化制御を実行する。
【００２４】
図10の処理において、各ノードの光増幅器及びラマンアンプの立ち上げ後、スペクトルアナライザ64は光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長特性(波長毎のパワー)を測定してラマンアンプ62に入力し(ステップ401)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ402)。
一方、ラマンアンプ62はスペクトルアナライザ64から波長毎のパワーを受信すれば(ステップ451)、波長特性が平坦になるように平坦化制御を実施し（ステップ452)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプによる平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)を測定して監視制御部71に通知し(ステップ403)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ404)。なお、ｎは波長番号である。
プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD2nを測定して監視制御部71に通知し(ステップ405)、初期立ち上げ時の制御を終了する。
監視制御部71は、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待ち(ステップ481)、スペクトルアナライザ64より、波長毎のパワーD1nを受信すれば保存し(ステップ482)、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ483)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ484)、初期立ち上げ時の制御を終了する。なお、監視制御部71はD2nとD1n の差分Dn（=D2n−D1n）を演算し、補正値として保存しておくこともできる。
【００２５】
図11の処理において、スペクトルアナライザ64及び監視制御部71は共に、波長増減設が発生したか監視する(ステップ411、491)。又、ラマンアンプ62は、スペクトルアナライザ64から光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPn(nは波長番号)を受信したか監視すると共に、監視制御部71から補正値Dnを受信したか監視する(ステップ461)。
スペクトルアナライザ64は、波長増減設を検出すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーPnを測定してラマンアンプ62に通知し(ステップ412)、該ラマンアンプによる平坦化制御の終了を待つ(ステップ413)。又、監視制御部71は、波長増減設を検出すれば、保存してあるプリエンファシス制御前後の波長特性D1,D2nの差分Dn(＝D2n−D1n）を補正値として演算し、該補正値をラマンアンプ62に通知し(ステップ492)、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ493)。
ラマンアンプ62は、スペクトルアナライザ64より波長毎のパワーPnを受信し、かつ、監視制御部71より補正値Dnを受信すれば、(1)式に従って波長毎のパワーPn′を演算し(ステップ462)、このパワーPn′を用いて平坦化制御を行い(ステップ463)、増減設時の制御を終了する。
【００２６】
スペクトルアナライザ64は、ラマンアンプ62による平坦化制御が終了すれば、プリエンファシス制御前の光増幅器63の入力部あるいは出力部における波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)を測定して監視制御部71に通知し(ステップ414)、プリエンファシス制御の完了を待つ(ステップ415)。スペクトルアナライザ64は、プリエンファシス制御が完了すれば、光増幅器63の入力部あるいは出力部におけるパワーD2n′を測定して監視制御部71に通知し(ステップ416)、波長増減設時の制御を終了する。
監視制御部71は、ステップ493において、プリエンファシス制御前の波長毎のパワーD1n′(n=1,2,3,…)の受信すれば、該パワーD1n′を保存し(ステップ494)、以後、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)の受信を待つ(ステップ495)。そして、プリエンファシス制御後の波長毎のパワーD2n′(n=1,2,3,…)を受信すれば保存し(ステップ496)、波長増減設時の制御を終了する。監視制御部71はD2n′とD1n′ の差分Dn′（=D2n′−D1n′）を演算し、平坦化制御の補正値Dnを新たにDｎ＝Dｎ(old)＋Dｎ′と置きかえて保存する。（Dn(old)は前回の補正値Dｎ）
【００２７】
（F）第4実施例の平坦化制御
図12は第４実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図であり、図9の波長多重光伝送システムと同一部分には同一符号を付している。図9のシステムと異なる点は、第3実施例では監視制御部が補正値Dnを演算しているが、第4実施例では、外部制御装置81を設け、該外部制御装置81が補正値Dnを演算して各ノードのラマンアンプ63に送信する点である。
外部制御装置81はパソコン構成になっており、ノードFの監視制御部71に接続し、該監視制御部及び上り、下りリンクを介して監視制御信号を各ノードと送受可能になっている。図13はノード間の監視制御信号送受の説明図である。
隣接する2つの第1、第2ノード101,102はノードEW側リンク(上りリンク)103とWE側リンク(下りリンク)104で接続されている。各ノードには上り、下りの光増幅器111、112が設けられ、その前後には分波部113,114、合波器115,116が設けられている。分波器113,114は監視制御信号に割り当てた波長の光を分波し、該波長光をO/E変換部(光・電気変換部)117,118を介して監視制御部119に入力する。監視制御部119は受信した監視制御信号に含まれる補正値Dnを抽出してラマンアンプ64に入力する制御や光増幅器111,112のスロープ補正の実施、不実施の制御、その他の制御を実施する。又、監視制御部119は、プリエンファシス制御前後の光増幅器のパワーD1n,D2nをスペクトルアナライザ64から受信して、監視制御信号に含めてE/O変換部121,122に入力する。E/O変換部121,122は監視制御信号を所定の波長の光に変換し、合波器115、116はWDM主信号光と監視制御信号光を合波して隣接ノードに向けて送信する。なお、図13においてラマンアンプ、スペクトルアナライザは図示しないが適宜、分波器113,114と光増幅器111,112の間に挿入される。
【００２８】
図12において、各ノードの監視制御部71はプリエンファシス制御前後のパワーデータD1n,D2nを監視制御信号で外部制御装置81に通知する。外部制御装置81は、各ノードの監視制御部71より受信したパワーデータD1n,D2nを用いてノード毎に補正値Dnを演算して保存する。
そして、波長増減設時、外部制御装置81は監視制御信号を用いて各ノードのラマンアンプ62の補正値Dnを監視制御部71を介して該ラマンアンプに通知する。ラマンアンプ62は、波長増減設時の光パワー均一化制御において、光増幅器63のパワーPnから受信した補正値Dnを減算した値Pn′を用いて光パワー均一化制御を行う。
【００２９】
（G）変形例
以上では、光増幅器63の入力部あるいは出力部における光パワーに基づいて補正値Dnを算出したが、光SNR均一化制御前の送信端における各波長の光パワー減衰量と、光SNR均一化制御後の送信端における各波長の光パワー減衰量との差分により前記補正値を取得するように構成することもできる。この場合、監視制御信号を用いて各波長の光パワー減衰量を各ノードのラマンアンプへ通知する。
【００３０】
・付記
(付記１） 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムにおいて、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
送信端にてパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化手段、
光SNR均一化制御の前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化制御を行い、しかる後、前記光SNR均一化手段は光SNR均一化制御を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システム。
（付記２） 前記補正値取得手段は、スペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出する、
ことを特徴とする付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記３） 前記光SNR均一化手段は光SNR均一化制御に使用する光可変アッテネータを備え、
前記補正値取得手段は、光SNR均一化制御前の送信端における各波長の光パワー減衰量と、光SNR均一化制御後の送信端における各波長の光パワー減衰量との差分により前記補正値を取得する、
ことを特徴とする付記１記載の波長多重光伝送システム。
（付記４） 前記補正値取得手段をラマンアンプ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記２記載の波長多重光伝送システム。
（付記５） 前記補正値取得手段をスペクトルアナライザ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記２記載の波長多重光伝送システム。
（付記６） 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際して、該スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記７） 監視制御信号を各中継局と送受信可能な外部制御装置を備え、
該外部制御装置は光SNR均一化制御前後の光パワーデータを入力されて前記補正値を計算し、ラマンアンプによる前記光パワー均一化制御に際して監視制御信号を用いて該補正値をラマンアンプに送付し、ラマンアンプは該光パワー均一化制御時における光パワーデータから前記補正値を減算した値を用いて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とす付記1記載の波長多重光伝送システム。
（付記８） 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムの中継局において、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
受信端の光SNRを均一にするための送信端における光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御において取得した前記補正値を使用して均一化を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システムの中継局。
（付記９） 前記補正値取得手段は、スペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出する、
ことを特徴とする付記８記載の中継局。
（付記10） 前記補正値取得手段をラマンアンプ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記９載の中継局。
（付記11） 前記補正値取得手段をスペクトルアナライザ側に設け、該補正値取得手段は、光パワー均一化制御時にスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする付記９記載の中継局。
（付記12） 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、該監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際してスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とすることを特徴とする付記８記載の中継局。
【００３１】
【発明の効果】
以上の本発明の波長多重光伝送システム及び中継局によれば、前回のプリエンファシス後のスペクトルを保ちつつ、かつ、増設した波長に対してはできる限り平坦になるように増設後の平坦化制御を行うことができる。
又、本発明によれば、平坦化後に光プリエンファシス制御を行うため光プリエンファシス制御に負担を掛けないようにすることができる。
また、本発明によれば、監視制御部や外部制御装置に補正値の演算、保存制御を行わせることができ、ラマンアンプの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の初期立ち上げ時及び波長増減設時の全体の処理フローである。
【図２】波長多重光伝送システムである。
【図３】第1実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図である。
【図４】第1実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図５】第1実施例の波長増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図６】第２実施例の平坦化制御を説明するための最小限のノード構成図である。
【図７】第2実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図８】第2実施例の波長増減設時におけるラマンアンプとスペクトルアナライザの処理フローである。
【図９】第３実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図である。
【図１０】第3実施例の初期立ち上げ時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。
【図１１】第3実施例の波長増減設時におけるラマンアンプ、スペクトルアナライザ、監視制御部の処理フローである。
【図１２】第４実施例の平坦化制御を説明するための波長多重光伝送システムの構成図である。
【図１３】ノード間の監視制御信号送受の説明図である。
【図１４】光プリエンファシス制御の説明図である。
【図１５】ラマンアンプの平坦化制御の構成図である。
【図１６】第１の励起光波長と利得の関係図である。
【図１７】第２の励起光波長と利得の関係図である。
【符号の説明】
61 光ファイバよりなる光伝送路
62 平坦化制御を行うラマンアンプ（RMA）
63 光信号を増幅する光増幅器
64 スペクトルアナライザ（SPA）
Claims (5)
- 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムにおいて、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
送信端にてパワーレベルを調整して受信端の光SNRを均一にする光SNR均一化手段、
光SNR均一化制御の前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化制御を行い、しかる後、前記光SNR均一化手段は光SNR均一化制御を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システム。 - 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、該監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際して、該スペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とする請求項1記載の波長多重光伝送システム。 - 監視制御信号を各中継局と送受信可能な外部制御装置を備え、
該外部制御装置は光SNR均一化制御前後の光パワーデータを入力されて前記補正値を計算し、ラマンアンプによる前記光パワー均一化制御に際して監視制御信号を用いて該補正値をラマンアンプに送付し、ラマンアンプは該光パワー均一化制御時における光パワーデータから前記補正値を減算した値を用いて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とす請求項1記載の波長多重光伝送システム。 - 光損失媒質と該光損失媒質における損失を補償するための光増幅器やラマンアンプが従属接続された波長多重光伝送システムの中継局において、
ラマンアンプの励起比率を調整することにより次段の光増幅器に入力する光パワーレベルを均一にするパワーレベル均一化手段、
受信端の光SNRを均一にするための送信端における光SNR均一化制御の前後における各波長のパワー変化分を表す補正値を取得する補正値取得手段、
を備え、
前記パワーレベル均一化手段は、ラマンアンプでのパワーレベル均一化制御に際して、前回の光SNR均一化制御前後における各波長のパワー変化分を表わす前記補正値を使用して均一化を行う、
ことを特徴とする波長多重光伝送システムの中継局。 - 前記補正値取得手段は、中継局に設けられた監視制御装置であり、該前後における各波長のパワー変化分を表わす監視制御装置は、ラマンアンプに設けられたスペクトルアナライザが検出した光SNR均一化制御前後における各波長の光パワーの差分を前記補正値として算出し、光パワー均一化制御に際してスペクトルアナライザが検出した各波長の光パワーから前記補正値を減算して減算結果をラマンアンプに入力し、
ラマンアンプは該減算結果に基づいて光パワー均一化制御を行う、
ことを特徴とすることを特徴とする請求項４記載の中継局。
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