JP4316407B2 - 光増幅装置の利得制御方法及びそれを用いた光増幅装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＷＤＭ光伝送システムに好適な、利得一定制御を行う複数の光増幅器を多段接続した光増幅装置の利得制御方法及びそれを用いた光増幅装置に関するものである。

従来から、希土類添加光ファイバ増幅器（以下、ＥＤＦＡまたは単に光増幅器という）には、ＡＧＣ（Auto Gain Control 利得一定制御）による制御方式が一般に用いられている。ＡＧＣ方式は、光ファイバ増幅器の入力信号光パワーおよび出力信号光パワーを検出し、入力信号光パワーに対する出力信号光パワーの比率が常に一定になるように励起光源の駆動電流あるいは励起光源の出力パワーを調整することによって光増幅器の利得をフィードバック制御するものである。

光ファイバ増幅器を用いた光信号伝送装置では、近年の高速・大容量化を実現させるため、異なる波長を多重し、１つの光伝送路によって伝送する高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｃｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）伝送が用いられている。ここで、光増幅器は、数十波に及ぶ波長多重信号を、一括増幅可能な広い信号増幅帯域を有している。この信号増幅における特性には、入力信号光の波長依存性と入力信号光のパワー依存性とがある。ここで、波長多重信号を一括増幅した場合、異なった波長を持つ各信号間に利得差が存在する。このような波長依存性をなくすため、光ファイバ増幅器内に利得補正フィルタを挿入し、利得スペクトルを平坦にした上で、入力信号光パワーに応じて出力信号光パワーを調整することによって、光増幅器の利得を一定に保持し、平坦な利得スペクトルを実現するＡＧＣ方式が一般に用いられている。

図９は、ＡＧＣ方式を用いた光増幅器を有した光増幅装置の構成を示すブロック図である。図中の各ブロックを結ぶ線の内、実線は光信号の伝搬経路を示し、点線は電気信号の伝搬経路を示す。この光増幅装置２０は、大きく第１段光増幅器２０ａと第２段光増幅器２０ｂとを有し、第１段光増幅器２０ａと第２段光増幅器２０ｂとの間に光可変アッテネータ８および分散補償器９を有する。第１段光増幅器２０ａにおいて、入力光コネクタ１ａから入力された入力信号光は、光カプラ２ａによって一部が取り出され、フォトダイオード（ＰＤ）３ａによってその光パワーが測定される。一方、光カプラ２ａを通過した入力信号光は、励起光源５ａによって励起状態となっている希土類添加光ファイバ６ａに入力し、誘導放出によって光増幅される。この光増幅された信号光は、光カプラ２ｂによって一部が取り出され、ＰＤ３ｂによって光パワーが測定される。利得一定制御部７ａは、ＰＤ３ａからの入力信号光とＰＤ３ｂからの出力信号光との比率が一定となるように励起光源５ａの出力を調整する。

一方、光カプラ２ｂを通過した信号光は、光可変アッテネータ８を経由して分散補償器９に出力される。光可変アッテネータ８は、光増幅器全体の利得を調整するために用いられる。更に、信号光は分散補償器９にて波長分散を補正された後、第２段光増幅器２０ｂに入力される。この第２段光増幅器２０ｂは、第１段光増幅器２０ａと同じ構成であり、分散補償器９から入力された信号光を入力信号光として、希土類添加光ファイバ６ｂによって増幅した出力信号光を出力光コネクタ１ｂから出力するとともに、利得一定制御部７ｂが、ＰＤ３ｃからの入力信号光とＰＤ３ｄからの出力信号光との比率が一定となるように励起光源５ｂの出力を調整する。この結果、入力光コネクタ１ａから入力された入力信号光の光パワーが変化しても、第１段光増幅器２０ａおよび第２段光増幅器２０ｂがそれぞれ信号光利得を一定に保持することから、光増幅装置２０の信号光利得も一定に保持される。ここで、中央制御部１１は利得制御部７ａ、７ｂへの各種設定値の設定、或いは可変アッテネータ８の制御等の機能を有する。

また、各光増幅器２０ａ，２０ｂは、図１０に示すようにそれぞれお互いの利得波長依存性を打ち消すような利得波長依存性Ｌａ，Ｌｂを持ち、更に光増幅器間に利得平坦化フィルタ（Ｇａｉｎ Ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ Ｆｉｌｔｅｒ）１０を挿入することで、結果的に光増幅装置２０全体としては平坦な利得波長依存性Ｌを持つようにしている。

特開平１０−０５１０５７号公報 特開平０８−２４８４５５号公報 特開平０９−２１４０３４号公報 特開平１１−２７５０２１号公報 特開２０００−０３１５７２号公報 特開２０００−１５１５１５号公報 特許第３３０６７１２号明細書 特許第３３０６７１３号明細書

しかしながら、上述した従来の光増幅装置の利得一定制御では、障害の発生や光ＡＤＭ（Add Drop Multiplexer）によって光増幅装置に入力される信号光の波数が変動した場合、各光増幅器の利得波長依存性に起因して、各光増幅器に於けるＷＤＭ信号光全体の平均利得が過渡的に変動し、その結果として光増幅装置の総合利得が過渡的に変動し、その結果、継続的に行われているチャネルに影響を及ぼし、通信性能の劣化を引き起こすという問題点があった。

この場合、利得一定制御部７ａ，７ｂの利得制御を高速化することによって過渡的な利得変動を抑えることができる可能性があるが、各光増幅器の利得波長依存性が大きい場合は、この高速化のみでは過渡的な利得変動の抑制を十分に行うことができない。

図１１は、各光増幅器２０ａ，２０ｂにおける波数増加に伴う利得変動状態を示す図である。図１１において、初期状態（状態「１」）では、第１段光増幅器２０ａは、波長「４」を１５ｄＢに利得制御し、第２段光増幅器２０ｂは、波長「４」を２０ｄＢに利得制御している。この結果、光増幅装置２０全体では、３５ｄＢの利得を得ている。この場合、利得一定制御部７ａの利得目標値は１５ｄＢであり、利得一定制御部７ｂの利得目標値は２０ｄＢとなっている。その後、波長「４」に比して短い波長である波長「１」〜「３」の３波が増加された場合、一時的に、状態「２」に示す過渡状態となる。すなわち、図１０に示すような利得波長依存性と、各利得一定制御部７ａ，７ｂの現割当利得とによって、第１段光増幅器２０ａでの利得は、波長「１」〜「３」をでそれぞれ１８ｄＢ、１７ｄＢ、１６ｄＢとなり、結果として第１段増幅器２０ａでの全体の利得は１６．５ｄＢにみえる。第２段光増幅器２０ｂでの利得は、波長「１」〜「３」をでそれぞれ１７ｄＢ、１８ｄＢ、１９ｄＢとなり、結果として第２段増幅器２０ｂでの全体の利得が１８．５ｄＢにみえる。その後、各利得一定制御部７ａ，７ｂは、それぞれの利得目標値１５ｄＢ，２０ｄＢとなるように利得制御する。そして、最終的に、状態「３」に示すように、第１段光増幅器２０ａは、波長「１」〜「４」の平均利得を１５ｄＢに制御し、第２段光増幅器２０ｂは、波長「１」〜「４」の平均利得を２０ｄＢに制御する。

図１２に横軸を時間にした場合の各光増幅器の入出力及び利得と、波長「４」の各増幅器及び光増幅装置での利得の変化を示す。ここで、波長「４」に注目すると、第１段光増幅器２０ａでは、波数の増加があった時点から時間ｔ１後に最終的な目標利得１３．５ｄＢ（増幅器利得＝１５ｄＢ）に落ち着き、第２段光増幅器２０ｂでは、波数の増加があった時点から時間ｔ２後に最終的な目標利得２１．５ｄＢ（増幅器利得＝２０ｄＢ）に落ち着く。しかし、一般的には各制御時間ｔ１，ｔ２が異なる場合、光増幅装置２０から出力される光信号の利得は、波数の変動時に一時的に変動してしまう。

また、前述の如く、利得の過渡的な変動は各光増幅器の利得波長依存性に起因するものであるので、各光増幅器毎に利得補正フィルタを用いて利得波長依存性を無くし、ほぼ平坦な利得波長特性とすることで抑えることができるが、利得補正フィルタは高価な部品であり、また各光増幅器毎に利得波長依存性が異なるため、極端な場合は光増幅装置を構成する光増幅器の数だけ、利得補正フィルタを用意する必要があり、コストの大幅な増大を招く。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、入力される信号光の波数の変動に伴う利得変動を抑えることができる光増幅装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる光増幅装置の利得制御方法は、初段の光増幅器に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記初段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行うとともに、最終段の光増幅器に対する前記利得補正時に、前記初段の光増幅器の利得補正値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引くことを特徴とする。

また、請求項２にかかる光増幅装置の利得制御方法は、最終段を除いた各光増幅器に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記各光増幅器毎に前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行うとともに、前記利得補正における前記最終段を除いた各光増幅器の各利得補正値を順次加算し、最終段の光増幅器に対する利得補正時に前記利得補正値の加算値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引くことを特徴とする。

また、請求項３にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、前記利得補正値が、前記利得差に所定の重み係数を乗算した値であることを特徴とする。

また、請求項４にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、前記利得差が所定値以上である場合に前記利得補正を行うことを特徴とする。

また、請求項５にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、前記利得差が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合に前記利得補正を行うことを特徴とする。

また、請求項６にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、最終段を除いた光増幅器に対する利得補正後、所定時間を計時するタイマを備え、前記所定時間後に最終段の光増幅器に対する利得補正を行うことを特徴とする。

また、請求項７にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、最終段を除いた光増幅器に対する利得補正後、最終段の光増幅器に対する入力パワ−の変動の絶対値が所定の閾値以上となったときに、最終段の光増幅器に対する利得補正を行うことを特徴とする。

また、請求項８にかかる光増幅装置の利得制御方法は、上記の発明において、前記光増幅装置は前記利得補正が終了後に、前記利得補正によって補正された利得目標値を、前記光増幅装置全体の利得を一定に保ちつつ、予め定められた利得復帰率に従って、前記波長多重信号光の波数の変動前の利得に復帰させることを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、上記の利得制御方法を用いた光増幅装置である。

本発明は、各光増幅器の利得一定制御に於ける目標利得値を補正することによって、入力される信号光の波数の変動に伴う利得変動を抑えることができるため、光増幅装置の構成を複雑にすることなく、且つ各光増幅器の利得波長依存性のばらつきに柔軟に対処することができる。

以下に、図面を参照してこの発明にかかる光増幅装置の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である光増幅装置の構成を示すブロック図である。図１において、この光増幅装置２０１は、図９に示した光増幅装置２０の各光増幅器の利得一定制御部７ａ、７ｂ内それぞれに利得補正部１２ａ、１２ｂを加えた構成としている。利得一定制御部７ａは、信号光の波数の増減に伴う入力パワーの変動があった場合に、継続して入力されている波長チャネルの現利得が維持できるように目標利得を変化させる補正を行う。利得補正部１２ａは、利得一定制御部７ａに入力される入力光パワー変動を検出すると、それに対応した利得補正値ｇ１を利得一定制御部７ａ，７ｂに出力する。利得一定制御部７ａでは利得補正値ｇ１を光増幅器２０１ａの現目標利得値Ｇ１に加算し、利得一定制御部７ｂでは利得補正値ｇ１を光増幅器２０１ａの現目標利得値Ｇ２から差し引く、という利得補正を行い、継続して入力されている波長チャネルの現利得を維持しつつ、光増幅装置２０１全体の総合利得も一定に保つようにする。

上記の利得補正動作を図２を用いて説明する。図２に示すように、図１０と同じような波長増加変動が発生した場合、初期状態（状態「１」）では、第１段光増幅器２０１ａは、波長「４」を１５ｄＢに利得制御し、第２段光増幅器２０１ｂは、波長「４」を２０ｄＢに利得制御している。この結果、光増幅装置２０１全体では、３５ｄＢの利得を得ている。この場合、利得配分制御部１１は、利得一定制御部７ａに対して１５ｄＢを割り振り、利得一定制御部７ｂに対して２０ｄＢを割り振っていることになる。その後、波長「４」に比して短い波長である波長「１」〜「３」の３波が増加された場合、一時的に、状態「２」に示す過渡状態となる。すなわち、図１０に示すような利得波長依存性と、各利得一定制御部７ａ，７ｂの現割当利得とによって、第１段光増幅器２０１ａでの利得は、波長「１」〜「３」でそれぞれ１８ｄＢ、１７ｄＢ、１６ｄＢとなり、結果として第１段増幅器１０ａでの全体の利得は１６．５ｄＢにみえる。第２段光増幅器２０１ｂでの利得は、波長「１」〜「３」でそれぞれ１７ｄＢ、１８ｄＢ、１９ｄＢとなり、結果として第２段増幅器２０１ｂでの全体の利得が１８．５ｄＢにみえる。ここまでの状態は、図１１と同じである。

ここで、利得補正部１２ａは、第１段光増幅器２０１ａの状態「２」における平均利得に対応した目標利得を再設定すべく、これまでの目標利得との差分である利得補正値ｇ１を第１段光増幅器２０１ａの当初の目標利得Ｇ１に加え、状態「２」の状態を維持した状態「３」に移行させる。また、利得補正部１２ｂは、第１段光増幅器２０１ａの利得補正値ｇ１を第２段光増幅器２０１ｂの当初の目標利得Ｇから差し引き、状態「２」の状態を維持した状態「３」に移行させる。この結果、図３に示すように継続して入力されていた波長「４」の利得は波数の増加前と変わらないため、利得変動による障害は抑えられる。また、光増幅装置全体の利得も波数の増加前と変わらないため、増加した波長「１」〜「３」の利得も波長「４」の利得と同じ値となる。

ここで、図４および図５を参照して、利得補正部１２ａによる第１段光増幅器２０１ａに対する利得補正制御、および利得補正部１２ｂによる第２段光増幅器２０１ｂに対する利得補正制御について説明する。尚、図４及び図５の中の光パワ−は全てｄＢｍ値である。図４において、利得補正部１２ａは、まず入力パワ−の変動があったか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、変動の有無の基準は時間Ｔだけ前の入力パワ−の値とする。時間Ｔは光分岐カップラ２ａ、２ｂ間の信号光の伝搬時間よりも大きく、ＥＤＦの時定数よりも小さい値を設定する。また、入力パワ−の変動の有無とともにその変動が所定時間以上継続したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この所定時間は、少なくとも光分岐カップラ２ａ、２ｂ間の信号光の伝搬時間以上の値を設定する。このようにする理由は、各光増幅器の利得波長依存性に起因する利得誤差のみを利得補正の対象とし、光分岐カップラ２ａ、２ｂ間の信号光の伝搬時間やＥＤＦの時定数に起因する利得誤差を利得補正の対象外とするためである。次いで入出力光パワ−の読み込み（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）とモニタ利得の算出を行う（ステップＳ１０５）。そして、モニタ利得と当初の設定利得の間に利得差があるか否か、好ましくは利得差の絶対値が所定の閾値ε１以上の差があるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、入力パワーの変動はフォトダイオ−ド３ａの変動によって検出される。また、利得差Ｅは、ＰＤ３ａ，３ｂの各出力比をもとに算出された利得と入力パワーの変動前の目標利得との差分である。利得補正部１２ａは、この入力パワーの変動と利得誤差Ｅとを利得一定制御部７ａから取得する。その後、利得差Ｅを利得補正値ｇ１として現目標利得値Ｇ１に加算し、この値を新しい目標利得値Ｇ１として更新し（ステップＳ１０７）、新しい目標利得である「Ｇ１」を利得一定制御部７ａに指示し（図示せず）、ステップ１０２に移行して上述した処理を繰り返す。

これによって、第１段光増幅器２０１ａは、増大した利得分が加えられた目標利得が指示され、波数の増減に伴う入力パワーの増減に対応して目標利得が増減するように制御される。なお、ステップＳ１０６では、利得差Ｅが所定の閾値ε１以上ある場合に目標利得値Ｇ１を更新させる処理を行うようにしていたが、これに限らず、所定の利得差が所定の閾値ε１以上である状態が所定時間継続して生じた場合に、目標利得値Ｇ１を更新させるようにしてもよい。また、利得差閾値εの近傍で目標利得値Ｇ１を更新したりしなかったりが繰り返し行われることによる制御の不安定を除去するため、判断に制御の方向性であるヒステリシスを持たせるようにしてもよい。たとえば、増大方向の利得差閾値（ε１＋）を２ｄＢとした場合には減少方向の利得差閾値（ε１―）を１ｄＢに設定し、一度利得差が２ｄＢを超えた場合には１ｄＢ以下となるまでは所定の利得差Ｅを超えたものとして判断する。同様にステップＳ１０２の入力パワーの変動の検出も同様にヒステリシスをもたせることが好ましい。

図６に図１の構成の光増幅装置にて、従来の制御方法を適用した場合と本発明の制御方法を適用した場合の利得変動の比較を示す。入力パワ−の変動量として１０ｄＢのＤｒｏｐ時、及びＡｄｄ時について利得の変動量を求めた。従来の制御方法では、Ｄｒｏｐ時で＋１．７１ｄＢ、Ａｄｄ時で−０．７８ｄＢの利得変動があったのに対して、本発明の利得補正制御を適用すると、同じ入力パワ−の変動量に対してＤｒｏｐ時で＋０．７２ｄＢ、Ａｄｄ時で−０．４２ｄＢと、明らかに本発明の制御方法を適用することによって、過渡変動が抑制されていることが分かる。

また、目標利得値ｇ１の更新は、ｇ１＝Ｅ１としたが、これに限らず、ｇ１＝α・Ｅとしてもよい。ここでαは、０から１までの値をもつ所定の重み係数であり、これによってフィードバック制御の安定性を持たせることができる。

一方、図５（ａ）において、第２段光増幅器２０１ｂの利得補正部１２ｂは、第１段光増幅器２０１ａにおいて利得補正が行われたか否かを判断し（ステップＳ２０２）、利得補正が行われている場合には第２段光増幅器２０１ｂの目標利得Ｇ２から第１段光増幅器２０１ａの利得補正値ｇ１を差し引く。これによって、光増幅装置２０１全体としての利得は一定に保たれる。

尚、図１に於いて分散補償ファイバが第１段光増幅器２０１ａと第２段光増幅器２０１ｂの間に挿入された場合のように、第１段光増幅器２０１ａの出力部と第２段光増幅器２０１ｂの入力の間の信号光の伝搬時間τが比較的大きい場合には、第２段光増幅器２０１ｂの利得補正部１２ｂにタイマ機能を持たせ、第１段光増幅器２０１ａで利得補正が行われてから時間τ程度遅らせてから第２段光増幅器２０１ｂの利得補正を行うことで、伝搬時間τの影響を抑えることができる。

また、上記の場合に閾値を設けて第２段光増幅器２０１ｂの入力パワ−の変動の絶対値がその閾値を超えたときに、利得補正部１２ｂが第２段光増幅器２０１ｂの利得補正を行うとしてもよい。その場合は、各時間での第１段光増幅器２０１ａの利得補正値ｇ１の総和を第２段光増幅器２０１ｂの当初目標利得から差し引くことになる。

また、上記の利得補正の結果、当初設定された第１段光増幅器２０１ａと第２段光増幅器２０１ｂの利得の配分が変更されることになる。このような利得配分の変更が何回か続いた結果、一方の利得が著しく大きくなり、他方の利得が著しく小さくなる場合が考えられる。そこで、そのような事態になるのを避けるために、上記の利得補正動作が終了し、安定動作に移行した段階で徐々に補正量を減らして当初設定した目標利得値の戻す、利得復帰を行うことが望ましい。図４の点線で示したフロ−の部分が第１段光増幅器２０１ａに於いて、利得復帰動作のフロ−チャ−トの一例である。図４では、極力利得設定の最小分解能の値で、徐々に利得を復帰させることにしている。但し、どの程度の割合で利得を復帰させるかは、光増幅動作に過渡変動等の支障が生じない範囲で適宜設定可能であり、図４に示す限りではない。

尚、図５（ｂ）に示すような利得復帰フロ−を第２段光増幅器２０１ｂにも備え、第１段光増幅器２０１ａと第２段光増幅器２０１ｂの利得復帰動作は連係して動作し、光増幅装置２０１全体としての利得が一定に保ちつつ現目標利得値を当初の設定利得目標値ＳＧ１、ＳＧ２に戻す。

（実施の形態２）
図７に本発明の第２の実施形態として、Ｎ段（Ｎ≧３）の光増幅器を接続した光増幅装置２２０の構成を示す。第１段の光増幅器から第Ｎ−１段の光増幅器までの構成及び動作ともに図１の光増幅装置２０１の第１段光増幅器２０１ａと同様である。

最終段である第Ｎ段光増幅器２２０Ｎは構成としては、図１の光増幅器２０１ｂとほぼ同様であるが、第Ｎ段光増幅器２２０Ｎの利得補正部１２Ｎで第１段光増幅器２２０１から第Ｎ−１段光増幅器２２０Ｎ−１の各利得補正値ｇｋ（１≦ｋ≦Ｎ−１）を合算してΣｇｋ（１≦ｋ≦Ｎ−１）を求め、これをｇＮとして、最終段の利得目標値ＧＮから差し引く、という動作を行う点が異なっている。

図８（ａ）に最終段の光増幅器２２０Ｎの利得補正動作のフロ−を示す。図５のフロ−チャ−トとほぼ同様であるが、ステップＮ０３にて第１段光増幅器２２０１から第Ｎ−１段光増幅器２２０Ｎ−１の各利得補正値ｇｋ（１≦ｋ≦Ｎ−１）を合算してΣｇｋ（１≦ｋ≦Ｎ−１）を求める点が異なる。尚、最終段の利得目標値ＧＮからΣｇｋを差し引く際にはｇ１からｇＮ−１までの全てのデ−タを取得してから、利得補正動作を行うことが望ましい。

また、図８（ｂ）に最終段の光増幅器２２０Ｎの利得復帰動作のフロ−を示す。第１段光増幅器２２０１から第Ｎ−１段光増幅器２２０Ｎ−１の利得復帰動作のフロ−は図４と同様である。光増幅装置２０１の場合と同様に、光増幅装置２２０の利得復帰動作も各光増幅器の利得復帰動作が連係して動作し、光増幅装置全体としての利得が一定に保たれるようにすることが必要である。

ところで、図１或いは図７に於いて、中央制御部１１はＣＰＵによって構成される場合が多い。また、利得一定制御部７ａ、７ｂ等はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）内に図４或いは図５に示したようなフロ−を書き込むことによって所望の動作をさせることができる。図１及び図７では利得一定制御部に利得補正部を内包する構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば図１の利得補正部１２ａ、１２ｂを統合して利得一定制御部７ａ、７ｂとは別のＦＰＧＡにて構成することも可能である。更には、中央制御部、利得一定制御部、利得補正部の機能を集約し、１個のＣＰＵ或いはＦＰＧＡで実現することも可能である。

この発明の実施の形態１である光増幅装置の構成を示すブロック図である。 波長増減変動が発生した場合における各波長の過渡状態を示す図である。 波長増減変動が発生した場合における継続する波長の時間変化を示す図である。 第１段光増幅器の利得補正処理手順を示すフローチャートである。 第２段光増幅器の利得補正処理手順を示すフローチャートである。 図１に示した光増幅装置と従来の光増幅装置とによる利得変動を比較する図である。 この発明の実施の形態２である光増幅装置の構成を示すブロック図である。 図７に示した光増幅装置の最終段の光増幅器の利得補正手順を示すフロ−チャ−トである。 従来の光増幅装置の構成を示すブロック図である。 光増幅装置の利得波長依存性を示す図である。 波長増減変動が発生した場合における従来の各波長の過渡状態を示す図である。 波長増減変動が発生した場合における従来の継続する波長の時間変化を示す図である。

符号の説明

１ａ 入力光コネクタ
１ｂ 出力光コネクタ
２ａ〜２ｄ，４ａ，４ｂ 光カプラ
３ａ〜３ｄ フォトダイオード
５ａ，５ｂ 励起光源
６ａ，６ｂ 希土類添加光ファイバ
７ａ，７ｂ 利得一定制御部
８ 光可変アッテネータ
９ 分散補償器
１０ 利得平坦化フィルタ
１１ 中央制御部（利得配分制御部）
１２ａ，１２ｂ 利得補正部
２０１ 光増幅装置
２０１ａ 第１段光増幅器
２０１ｂ 第２段光増幅器

Claims (10)

1. 利得一定制御を行う光増幅器が２段接続され、各光増幅器の利得波長依存性がそれぞれ互いの利得波長依存性を打ち消す特性を有した光増幅装置の利得制御方法に於いて、
   初段の光増幅器に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記初段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行うとともに、
   最終段の光増幅器に対する前記利得補正時に、前記初段の光増幅器の利得補正値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引くことを特徴とする利得制御方法。
2. 利得一定制御を行う光増幅器が多段に接続され、最終段を除いた各光増幅器の総合利得波長依存性と最終段の光増幅器の利得波長依存性とが互いの利得波長依存性を打ち消す特性を有した光増幅装置の利得制御方法に於いて、
   最終段を除いた各光増幅器に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記各光増幅器毎に前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行うとともに、
   前記利得補正における前記最終段を除いた各光増幅器の各利得補正値を順次加算し、最終段の光増幅器に対する利得補正時に前記利得補正値の加算値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引くことを特徴とする利得制御方法。
3. 前記利得補正値は、前記利得差に所定の重み係数を乗算した値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の利得制御方法。
4. 前記利得差が所定値以上である場合に前記利得補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の利得制御方法。
5. 前記利得差が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合に前記利得補正を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の利得制御方法。
6. 最終段を除いた光増幅器に対する利得補正後、所定時間を計時するタイマを備え、前記所定時間後に最終段の光増幅器に対する利得補正を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の利得制御方法。
7. 最終段を除いた光増幅器に対する利得補正後、最終段の光増幅器に対する入力パワ−の変動の絶対値が所定の閾値以上となったときに、最終段の光増幅器に対する利得補正を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の利得制御方法。
8. 前記光増幅装置は前記利得補正が終了後に、前記利得補正によって補正された利得目標値を、前記光増幅装置全体の利得を一定に保ちつつ、予め定められた利得復帰率に従って、前記波長多重信号光の波数の変動前の利得に復帰させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の利得制御方法。
9. 利得一定制御を行う光増幅器が２段接続され、各光増幅器の利得波長依存性がそれぞれ互いの利得波長依存性を打ち消す特性を有した光増幅装置において、
   初段の光増幅器は、設定された一定利得制御を行い、当該初段の光増幅器に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記初段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行い、
   最終段の光増幅器は、設定された一定利得制御を行い、前記利得補正が行われた場合、前記初段の光増幅器の利得補正値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引く利得補正を行うことを特徴とする光増幅装置。
10. 利得一定制御を行う光増幅器が多段に接続され、最終段を除いた各光増幅器の総合利得波長依存性と最終段の光増幅器の利得波長依存性とが互いの利得波長依存性を打ち消す特性を有した光増幅装置において、
    最終段を除いた各光増幅器は、それぞれ設定された一定利得制御を行い、該各光増幅に入力される波長多重信号光の波数の変動が生じた場合、変動前の波長群の利得と変動後の波長群の利得との利得差を求め、前記各光増幅器毎に前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値に前記利得差に応じて定められる利得補正値を加える利得補正を行い、
    最終段の光増幅器は、設定された一定利得制御を行い、前記利得補正が行われた場合、前記最終段を除いた各光増幅器の各利得補正値を順次加算し、該利得補正値の加算値を前記最終段の光増幅器の前記波長多重信号光の波数の変動前の利得目標値から差し引くことを特徴とする光増幅装置。

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