JP4476333B2 - 光増幅装置および制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、光信号をラマン増幅する光増幅装置および制御方法に関する。

近年の通信トラフィック増加を背景として、光通信装置への需要が高まっている。基幹網で導入されてきた光中継装置のみならず、最近では地域網についても光通信装置の導入が活発に行われており、さらには加入者系へも光ネットワークが形成されている。このように光通信システムは世界の情報網に対して重要な役割を担っている。

光通信システムにおいては、伝送路ごとに波長多重用ラマン増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を備え、低コスト、高信頼で大容量化、長距離伝送を実現する光増幅中継システムが用いられている。光増幅中継システムにおいて、伝送路長が長いなどの要因により中継損失が大きい場合は、ラマン増幅器へ入力される光信号に含まれる信号成分のパワーが小さくなるため、ＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比が劣化し、伝送特性が劣化する可能性がある。

これを回避する手段として、伝送路に励起光を入力し、ラマン効果を利用して伝送路を通過する光信号を増幅する分布ラマン光増幅（ＤＲＡ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が用いられている（たとえば、下記特許文献１〜５参照。）。これにより、ラマン増幅器へ入力される光信号に含まれる信号成分のパワーが増加することでＳＮ比が増加し、伝送特性が改善されるため、分布ラマン増幅器は有効な手段として既に実用化に至っている。

光通信システムにおいては、中継間隔が長いと伝送路における光信号の損失が大きくなる。一般的な伝送路における伝送路損失は、０．２ｄＢ／ｋｍ程度であり、中継距離に応じて伝送路損失が大きくなる。また伝送路上に様々な機能光部品が配置される場合は、その機能光部品の透過損失が付加されることで光信号の損失はさらに大きくなる。中継損失が大きいほど光信号のパワーは小さくなる。

一方、光通信システムにおいては、一般的に光増幅手段（ＥＤＦＡやラマン増幅）が用いられる。光増幅手段は、光信号に対する利得が大きいほど多くの雑音光（自然放出光）を発生させる。したがって、中継損失が大きい伝送路においては、利得の大きな光増幅手段を用いることで、光信号に含まれる雑音光のパワーに対する信号成分のパワーの割合が小さくなる。また、光信号が波長多重光である場合は、信号波長数が少ないほど、光信号に含まれる雑音光のパワーに対する信号成分のパワーの割合が小さくなる。

また、光通信システムにおいては、光信号を単に増幅させるだけでなく、光信号のパワーを一定に制御するパワー制御装置が用いられている。パワー制御装置は、一般的に、分岐カプラとＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を用いて、光信号のトータルパワー（信号成分＋雑音光）を監視し、監視信号系などから通知を受けた信号波長数情報をもとに、１チャネルあたりの信号成分パワーを制御する。

特開２００１−７７６８号公報 特開２００２−７６４８２号公報 特開２００４−２８７３０７号公報 特開２００４−１９３６４０号公報 特開２００６−１８９４６５号公報

しかしながら、ラマン増幅においては、伝送路、波長多重数や励起光の条件などによって波長ごとに利得のばらつきが生じるため、ラマン増幅器の出力光に波長ごとのパワーばらつきが生じるという問題がある。また、上記特許文献２のように、固定の損失波長特性を有する光フィルタ（ＧＥＱ：Ｇａｉｎ ＥＱｕａｌｉｚｅｒ）を用いて出力光のパワーばらつきを補償することが考えられるが、出力光のパワーばらつきは伝送路の状態や波長多重数などによって複雑に変化するため、パワーばらつきが残留するという問題がある。

ここでいう伝送路の状態とは、たとえば、光ファイバ同士を接続する光コネクタの接続部の汚れや光ファイバの曲げ損失などによる光損失、伝送路ファイバ自体の特性の製造ばらつき（損失係数および有効断面積など）、伝送路ファイバの中での融着による損失ばらつき、経年劣化、外気温度などである。出力光に生じたパワーばらつきは、後段のインラインアンプなどによって累積し、伝送路中の非線形現象の増加、ＳＮ比の劣化および受信機の入力パワー許容値超過などを引き起こし、伝送特性を劣化させるという問題がある。

これに対して、上記特許文献１，２のように、スペクトルアナライザなどのスペクトルモニタを用いて出力光のパワー波長特性を監視して、パワー波長特性が一定となるように励起光のパワーを制御することが考えられる。しかしながら、スペクトルモニタを設けると、光回路構造および制御の複雑化、高コスト化および大型化などの問題がある。

また、上記特許文献５のように、各種条件ごとに生じる出力光のパワーばらつきをデータベース化しておくことが考えられる。しかしながら、上述したように、出力光のパワーばらつきを変化させる伝送路の状態などの条件には様々なものが存在するため、出力光のパワーばらつきを高精度に補償するためには、これらの各種条件をすべて組み合わせた膨大なデータを保有しておかなければならないという問題がある。

また、そのような膨大なデータベースを保有しておいたとしても、その中から適した値を選ぶというプロセスが必要になるため時間がかかる。このため、たとえば、光ファイバの曲げ損失などによる光損失、伝送路ファイバの中での融着による損失ばらつき、経年劣化、外気温度などの経時的な原因によって生じる出力光のパワーばらつきをリアルタイムにモニタして補償することが困難であるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成によって、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができる光増幅装置および制御方法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、この光増幅装置は、光信号が通過する伝送路に対して複数の波長の各励起光を入力して前記光信号をラマン増幅するラマン増幅器と、前記ラマン増幅器から出力される光における、前記ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定する複数の測定手段と、前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーの比率を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて、前記ラマン増幅器が前記伝送路へ入力する前記各励起光のパワー比を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記光信号の入力前に前記伝送路へ前記各励起光を入力するように前記ラマン増幅器を制御することで前記ラマン増幅器から雑音光を出力させ、このときに前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて前記パワー比を制御することを要件とする。

上記構成によれば、ラマン増幅器から出力される光における、ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定し、測定した各パワーの比率に基づいて各励起光のパワー比を制御することで、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができる。また、パワーを測定する複数の帯域として、主信号の帯域および監視信号の帯域を用いれば、既存の構成を用いて各パワーを測定することができる。

開示の光増幅装置および制御方法によれば、簡単な構成によって、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅装置および制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１において、実線矢印は光の経路、点線矢印は電気の経路を示している（図２以降のブロック図も同様）。図１に示すように、光増幅装置１００は、ラマン増幅器１１０と、第１測定部１２０および第２測定部１３０と、算出部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０と、を備えている。光増幅装置１００は、光信号が通過する伝送路１０１へ波長が異なる各励起光を入力して、各励起光の各波長に応じた光信号の波長成分をラマン増幅する。

ラマン増幅器１１０には、光増幅装置１００の前段の伝送路１０１を介して送信された光信号が入力される。光信号には、主信号と、主信号の伝送に関する情報である監視信号と、が含まれているとする。ラマン増幅器１１０は、伝送路１０１を介して送信された光信号を第１測定部１２０へ出力する。また、ラマン増幅器１１０は、伝送路１０１に対して、光信号の通過方向とは反対方向に複数の波長の各励起光を入力する。

ラマン増幅器１１０は、具体的には、ＬＤ１１２（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ１１１と、カプラ１１３と、合波部１１４と、によって構成されている。ＬＤ１１１およびＬＤ１１２は、それぞれ異なる波長の光を励起光として出力する。ＬＤ１１１およびＬＤ１１２が出力する各光のパワーは、制御部１５０によって制御される。

ＬＤ１１１およびＬＤ１１２が出力する各励起光は、カプラ１１３により合波されて合波部１１４へ出力される。合波部１１４は、伝送路１０１を介して入力された光信号を第１測定部１２０へ出力する。また、合波部１１４は、カプラ１１３によって合波されて出力された励起光を伝送路１０１へ入力する。これにより、伝送路１０１を通過する光信号の、伝送路１０１へ入力された各励起光の各波長に応じた帯域がラマン増幅される。

以下の説明において、各励起光の各波長に応じた、ラマン増幅器１１０によって増幅される光の帯域を増幅帯域という。増幅帯域は、各励起光の各波長から１００ｎｍ長波長側の各波長を中心とした波長である。ここでは、光信号に含まれる主信号および監視信号の各帯域が増幅帯域に含まれるようにＬＤ１１１およびＬＤ１１２の波長を設定する。

第１測定部１２０および第２測定部１３０は、ラマン増幅器１１０から出力される光の、増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定する複数の測定手段である。ここでは、複数の帯域は、光信号に含まれる主信号の帯域と監視信号の帯域であるとする。第１測定部１２０は、光信号に含まれる主信号の帯域のパワーを測定する。第１測定部１２０は、分岐部１２１と、主信号受光部１２２と、から構成されている。

分岐部１２１（フィルタ手段）は、ラマン増幅器１１０から出力された光を分岐部１３１へ通過させる。また、分岐部１２１は、ラマン増幅器１１０から出力された光のうちの、主信号の帯域の波長成分の一部を分岐して主信号受光部１２２へ出力する。主信号受光部１２２は、分岐部１２１から出力された光を受光する。主信号受光部１２２は、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０へ出力する。

第２測定部１３０は、光信号に含まれる監視信号の帯域のパワーを測定する。第２測定部１３０は、分岐部１３１と、監視信号受光部１３２と、から構成されている。分岐部１３１（フィルタ手段）は、分岐部１２１から出力された光を光増幅装置１００の外部へ通過させる。また、分岐部１３１は、分岐部１２１から出力された光のうちの、監視信号の帯域の波長成分の一部を分岐して監視信号受光部１３２へ出力する。監視信号受光部１３２は、分岐部１３１から出力された光を受光する。監視信号受光部１３２は、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０へ出力する。

算出部１４０は、第１測定部１２０および第２測定部１３０によって測定された各パワーの比率を算出する。具体的には、算出部１４０は、主信号受光部１２２から出力された電気信号が示すパワーと、監視信号受光部１３２から出力された電気信号が示すパワーと、の比率を算出する。算出部１４０は、算出した比率を示す比率情報を制御部１５０へ出力する。また、算出部１４０は、第１測定部１２０および第２測定部１３０によって測定された各パワーの合計パワーを算出する。算出部１４０は、算出した合計パワーを示すパワー情報を制御部１５０へ出力する。

制御部１５０は、算出部１４０によって算出された比率に基づいて、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ入力する各励起光のパワー比を制御する。具体的には、制御部１５０は、算出部１４０から出力される比率情報が示す比率があらかじめ定められた比率目標値となるように、ＬＤ１１１およびＬＤ１１２が出力する各励起光のパワー比を制御する。

また、制御部１５０は、光増幅装置１００の駆動時に、光信号の入力前に伝送路１０１へ各励起光を入力するようにラマン増幅器１１０を制御する。これにより、ラマン増幅器１１０の後段から雑音光のみが出力される。制御部１５０は、このときに算出部１４０から出力される比率情報が示す比率が比率目標値となるように各励起光のパワー比を制御する。算出部１４０および制御部１５０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって構成することができる。

比率目標値は、記憶部１６０にあらかじめ記憶されている。制御部１５０は、記憶部１６０に記憶された比率目標値を読み出す。制御部１５０は、算出部１４０から出力される比率情報が示す比率が、記憶部１６０から読み出した比率目標値となるように、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ入力する各励起光のパワー比を制御する。

比率目標値は、光増幅装置１００から出力される光信号に含まれる主信号の帯域のパワー波長特性が平坦になるときの、主信号の帯域および監視信号の帯域の各雑音光のパワーの比率である。比率目標値は、光増幅装置１００の設計時に、スペクトルアナライザなどによってラマン増幅器１１０の出力光のスペクトルをモニタすることで設定する。

たとえば、光増幅装置１００へテスト用の光信号を入力し、ラマン増幅器１１０から出力される光信号のスペクトルをモニタしながら各励起光のパワー比を変化させる。そして、スペクトルの主信号の帯域が平坦になった状態で光信号の入力を停止し、そのときに算出部１４０から出力される比率情報が示す比率を比率目標値として設定する。

また、制御部１５０は、各励起光のパワー比を制御した後、光信号の入力前に、パワー比を維持しつつ各励起光の合計パワーを制御する。たとえば、制御部１５０は、算出部１４０から出力されるパワー情報が示す合計パワーがパワー目標値となるように、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ入力する各励起光のパワー比を維持しつつ、各励起光の合計パワーを制御する。これにより、ラマン増幅した光信号に対する利得を調節する。

なお、ここでは、制御部１５０が、算出部１４０から出力されるパワー情報が示す合計パワーがパワー目標値となるように各励起光の合計パワーを制御する場合について説明したが、制御部１５０は、第１測定部１２０および第２測定部１３０によって測定された各パワーの少なくとも一方に基づいて各励起光の合計パワーを制御すればよい。たとえば、制御部１５０は、第１測定部１２０から出力された電気信号が示すパワーがパワー目標値（上記パワー目標値とは値が異なる）となるように各励起光の合計パワーを制御する。

パワー目標値は、記憶部１６０にあらかじめ記憶されている。制御部１５０は、記憶部１６０に記憶されたパワー目標値を読み出す。制御部１５０は、たとえば算出部１４０から出力されるパワー情報が示す合計パワーが、記憶部１６０から読み出したパワー目標値となるように各励起光の合計パワーを制御する。

パワー目標値は、光増幅装置１００から出力される光信号に含まれる主信号の利得、または光増幅装置１００から出力される光信号のパワーが所望の値になるときの、第１測定部１２０および第２測定部１３０によって測定された各パワーの少なくとも一方のパワーである（測定された各パワーの合計パワーも含む）。パワー目標値は、光増幅装置１００の設計時に、ラマン増幅器１１０の出力光のパワーをモニタすることで設定する。

たとえば、光増幅装置１００へテスト用の光信号を入力し、ラマン増幅器１１０から出力される光信号のパワーをモニタしながら各励起光の合計パワーを変化させ、光増幅装置１００から出力される光信号に含まれる主信号の利得が所望の値になった状態で光信号の入力を停止する。そして、そのときに算出部１４０から出力されるパワー情報が示す合計パワーをパワー目標値として設定する。

図２は、伝送路における光信号のラマン増幅を示すグラフである。図２において、横軸は伝送路１０１の伝送路長［ｋｍ］を示している。横軸の右側は光増幅装置１００に対応しており、横軸の左側は光増幅装置１００の前段の光通信装置に対応している。縦軸は、伝送路１０１を通過する各光のパワー［ｄＢｍ］を示している。

点線２１０は、ラマン増幅器１１０によって伝送路１０１に励起光を入力しない場合の光信号のパワーの変化を示している。点線２１０に示すように、伝送路１０１に励起光を入力しない場合は光信号がラマン増幅されず、光信号が伝送路１０１を進行するにしたがって光信号のパワーが低下する。光信号のスパンロスは、光信号の伝送路１０１へ入力された時点のパワーと、光信号の伝送路１０１を通過して光増幅装置１００へ入力された時点のパワーと、の差分２４０によって示される。

破線２２０は、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ入力する励起光のパワーの変化を示している。破線２２０に示すように、伝送路１０１へ入力された励起光は、ラマン増幅器１１０から入力されたときに最もパワーが大きく、伝送路１０１を進行するにしたがってパワーが低下する。このため、伝送路１０１を通過する光信号は、光増幅装置１００へ近づくほどパワーの大きな励起光と交差してラマン増幅される。

実線２３０は、ラマン増幅器１１０によって伝送路１０１に励起光を入力する場合の光信号のパワーの変化を示している。伝送路１０１を通過する光信号は、光増幅装置１００へ近づくほどパワーの大きな励起光と交差するため、実線２３０に示すように、光増幅装置１００へ近づくほどラマン増幅による利得が大きくなる。

光信号のラマン増幅による利得は、ラマン増幅器１１０によって伝送路１０１に励起光を入力しない場合の光信号のパワーと、ラマン増幅器１１０によって伝送路１０１に励起光を入力する場合の光信号のパワーと、の差分２５０によって示される。

図３は、光信号に含まれる各成分を示すグラフである。図３において、横軸は、光増幅装置１００へ入力される光信号の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は、光信号の波長成分ごとのパワー［ｄＢｍ］を示している。符号３１０は、光信号に含まれる主信号を示している。符号３２０は、光信号に含まれる監視信号を示している。

主信号帯域λ２は、光信号に含まれる主信号の波長帯域である。監視信号帯域λ１は、光信号に含まれる監視信号の波長帯域である。監視信号帯域λ１は、主信号帯域λ２よりも短波長側に設定されている。光増幅装置１００へ入力される光信号は、複数の主信号が波長多重された波長多重光信号である。符号３１０に示すように、光信号には、主信号帯域λ２内で波長が異なる複数の主信号が波長多重によって含まれている。

図４は、光信号に含まれる主信号と雑音光を示すグラフである。図４において、符号３１０ａは、図３の符号３１０に示した各主信号のうちの一つの主信号を示している。符号４１０は、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ励起光を入力することによって発生し、ラマン増幅器１１０の後段から分岐部１２１へ出力される雑音光を示している。雑音光４１０は、ラマン増幅器１１０へ光信号が入力されていない場合にも発生する。

図５は、図１に示した各分岐部の波長透過特性の一例を示すグラフである。図５において、横軸は波長を示している。縦軸は透過特性［ｄＢ］を示している。符号１２１ａは、第１測定部１２０が備える分岐部１２１の主信号受光部１２２へ向かう経路に対する波長透過特性を示している。符号１３１ａは、第２測定部１３０が備える分岐部１３１の監視信号受光部１３２へ向かう経路に対する波長透過特性を示している。

波長透過特性１２１ａに示すように、分岐部１２１は、主信号受光部１２２へ向かう経路に対しては、主信号帯域λ２以上の波長成分を透過させる一方、監視信号帯域λ１以下の波長成分を減衰させるハイパスフィルタとして動作する。ここでは、分岐部１２１において、主信号帯域λ２の波長成分の透過特性は０ｄＢであり、監視信号帯域λ１の波長成分の透過特性は−４０ｄＢである。

波長透過特性１３１ａに示すように、分岐部１３１は、監視信号受光部１３２へ向かう経路に対しては、監視信号帯域λ１の波長成分を透過させる一方、主信号帯域λ２以上の波長成分を減衰させるバンドパスフィルタとして動作する。ここでは、分岐部１３１において、主信号帯域λ２の波長成分の透過特性は−４０ｄＢであり、監視信号帯域λ１の波長成分の透過特性は０ｄＢである。

図６は、光信号の利得と雑音光のパワーの関係を示すグラフである。図６において、横軸は、ラマン増幅器１１０によって増幅された光信号の利得［ｄＢｍ］を示している。縦軸は、ラマン増幅によって発生する光信号の雑音光のパワー［ｄＢ］を示している。パワー特性６００は、光信号の利得に対する雑音光のパワーの特性を示している。パワー特性６００に示すように、光信号の利得と雑音光のパワーは比例関係にある。

制御部１５０は、光信号の利得と雑音光のパワーとの比例係数ａをあらかじめ算出しておく。光増幅装置１００に対する光信号の入力前においては、算出部１４０から出力される情報が示す合計パワーは、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１の各雑音光の合計パワーを示しており、パワー特性６００における縦軸に相当する。

したがって、制御部１５０は、比例係数ａを用いて、光信号に対する利得が所望の値になる雑音光のパワー（パワー目標値）を算出することができる。制御部１５０は、算出したパワー目標値を記憶部１６０にあらかじめ記憶しておく。なお、比例係数ａを算出するためには、光信号の利得を算出する必要があるが、利得の算出方法については、たとえば上記特許文献４などに記載された各種方法を用いることができる。

図７は、図１に示した光増幅装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。伝送路１０１への光信号の入力前に、まず、制御部１５０が、ラマン増幅器１１０を制御して、伝送路１０１に対して各励起光を入力する（ステップＳ７０１）。これにより、ラマン増幅器１１０の後段から各励起光に応じた雑音光が出力される。

つぎに、第１測定部１２０および第２測定部１３０が、ラマン増幅器１１０から出力される、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１の各雑音光のパワーを測定する（ステップＳ７０２）。つぎに、算出部１４０が、ステップＳ７０２によって測定された各パワーの比率を算出する（ステップＳ７０３）。

つぎに、制御部１５０が、ステップＳ７０３によって算出された比率が比率目標値と等しいか否かを判断する（ステップＳ７０４）。算出された比率が比率目標値と等しくない場合（ステップＳ７０４：Ｎｏ）は、制御部１５０が、伝送路１０１へ入力する各励起光のパワー比を変化させ（ステップＳ７０５）、ステップＳ７０２へ戻り処理を続行する。

ステップＳ７０４において、算出された比率が比率目標値と等しい場合（ステップＳ７０４：Ｙｅｓ）は、ラマン増幅器１１０が所定の利得もしくは出力になるための主信号帯域λ２の雑音光のパワー目標値を算出する（ステップＳ７０６）。

つぎに、ステップＳ７０２またはステップＳ７０９によって測定された主信号帯域λ２の雑音光のパワーが、ステップＳ７０６によって算出されたパワー目標値と等しいか否かを判断する（ステップＳ７０７）。雑音光のパワーがパワー目標値と等しくない場合（ステップＳ７０７：Ｎｏ）は、制御部１５０が、このときの各励起光のパワー比を維持しつつ各励起光の合計パワーを変化させる（ステップＳ７０８，第２制御工程）。

つぎに、第１測定部１２０が、ラマン増幅器１１０から出力される、主信号帯域λ２の雑音光のパワーを測定し（ステップＳ７０９）、ステップＳ７０６に戻って処理を続行する。ステップＳ７０７において、雑音光のパワーがパワー目標値と等しい場合（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）は、伝送路１０１への光信号の入力を開始し（ステップＳ７１０）、一連の駆動動作を終了する。

このように、実施の形態１にかかる光増幅装置１００によれば、ラマン増幅器１１０から出力される光における、ラマン増幅器１１０の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定し、測定した各パワーの比率に基づいて各励起光のパワー比を制御することで、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができる。

また、記憶部１６０には、各励起光のパワーの制御のための情報として、光信号のパワー波長特性が一定となるときの比率を記憶しておけばよいため、各種条件ごとに生じる出力光のパワーばらつきをデータベース化しておく場合と比べて情報量を少なくすることができる。このため、各励起光のパワーの制御を高速に行うことができる。

また、パワーを測定する複数の帯域として、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１を用いることで、既存の構成を用いて各パワーを測定することができる。このため、実施の形態１にかかる光増幅装置１００は、従来の光増幅装置１００に対して新たな光学部品を設けることなく、簡単な構成によって実現することができる。

また、各励起光のパワー比を制御した後に、パワー比を維持しつつ各励起光の合計パワーを制御することで、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にしつつ、ラマン増幅した光信号に対する利得を調節することができる。

（実施の形態２）
図８は、実施の形態２にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図８において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。光通信装置１０は、光増幅装置１００の前段に設けられた光通信装置である。光通信装置１０は、伝送路１０１を介して光増幅装置１００に接続されている。光通信装置１０は、増幅部１１と、参照光送信部１２と、分岐部１３と、合波部１４と、受光部１５と、監視信号送信部１６と、合波部１７と、を備えている。

光通信装置１０へ入力された光信号は、増幅部１１によって増幅される。増幅部１１は、増幅した光信号を合波部１４へ出力する。参照光送信部１２は、利得参照光を分岐部１３へ出力する。参照光送信部１２が出力する利得参照光は、一定のパワーであり、光信号に含まれる主信号および監視信号とは異なる波長の光である。

分岐部１３は、参照光送信部１２から出力された利得参照光を分岐して、分岐した各利得参照光を合波部１４および受光部１５へ出力する。合波部１４は、増幅部１１から出力された光信号に、分岐部１３から出力された利得参照光を合波して合波部１７へ出力する。受光部１５は、分岐部１３から出力された利得参照光を受光して、利得参照光のパワーに応じた電気信号を監視信号送信部１６へ出力する。

監視信号送信部１６は、受光部１５から出力された電気信号が示す利得参照光のパワーの情報を監視信号として合波部１７へ出力する。監視信号は、光信号に含まれる主信号とは異なる波長の監視専用チャネル（監視信号：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いた信号である。合波部１７は、合波部１４から出力された光信号に、監視信号送信部１６から出力された情報を合波する。合波部１７は、合波した光信号を、伝送路１０１を介して光増幅装置１００へ送信する。

ここでは、監視信号送信部１６が、受光部１５から出力された電気信号が示す利得参照光のパワーの情報を監視信号として出力する場合について説明したが、利得参照光だけでなく主信号および監視信号のパワーを受光する受光手段を設け、受信手段から出力された電気信号が示す主信号および監視信号のパワーの情報を監視信号として出力してもよい。

光増幅装置１００は、図１に示した構成に加えて、第３測定部８１０および監視信号受信部８２０を備えている。第３測定部８１０は、分岐部８１１と、参照光受光部８１２と、から構成されている。分岐部８１１（フィルタ手段）は、分岐部１３１から出力される光を外部へ通過させる。また、分岐部８１１は、分岐部１３１から出力された光に含まれる利得参照光の一部を分岐して参照光受光部８１２へ出力する。

参照光受光部８１２は、分岐部８１１から出力された光を受光し、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０へ出力する。監視信号受信部８２０は、分岐部１３１から監視信号受光部１３２へ出力される監視信号の一部を分岐して受信する。監視信号受信部８２０は、受信した監視信号から、光信号に含まれる主信号、監視信号および利得参照光の伝送路１０１へ入力される前の各パワーの情報を取得する。監視信号受信部８２０は、取得した情報を算出部１４０へ出力する。

算出部１４０は、光増幅装置１００に対する光信号の入力中に、第１測定部１２０、第２測定部１３０および第３測定部８１０により測定された各パワーに基づいて、ラマン増幅器１１０から出力される光の、主信号帯域λ２、監視信号帯域λ１および利得参照光の帯域（λ３。図９参照）における各利得を算出する利得算出手段としての機能を有する。

ここでは、算出部１４０は、第１測定部１２０、第２測定部１３０および第３測定部８１０によって測定された各パワーと、監視信号受信部８２０から出力された情報が示す各パワーと、の引き算によって各帯域の利得をそれぞれ算出する。なお、利得の算出方法については、上記特許文献４などに記載された各種方法を用いることができる。

また、算出部１４０は、算出した各利得の比率を算出する利得比率算出手段としての機能を有する。ここでは、算出部１４０は、主信号帯域λ２、監視信号帯域λ１および利得参照光の帯域の３つの帯域における各利得を算出しているため、３つの利得の比率を算出する。算出部１４０は、算出した比率を示す利得比率情報を制御部１５０へ出力する。

ここでは、算出部１４０が３つの帯域における各利得を算出する場合について説明したが、算出部１４０は、３つの帯域のうちの少なくとも２つの帯域における各利得を算出すればよい。算出部１４０は、２つの帯域における各利得を算出した場合は、算出した２つの利得の比率を算出し、算出した比率を示す利得比率情報を制御部１５０へ出力する。

制御部１５０は、各励起光の合計パワーを制御した後、光信号の入力中に、算出部１４０によって算出された各利得の比率に基づいて各励起光パワーの比率を微調節する制御を行う。たとえば、制御部１５０は、算出部１４０から出力される利得比率情報が示す比率があらかじめ定められた利得比率目標値となるように、ラマン増幅器１１０が伝送路１０１へ入力する各励起光の合計パワーを維持しつつ、各励起光のパワー比を微調節する。

利得比率目標値は、記憶部１６０（利得比率記憶手段）にあらかじめ記憶されている。制御部１５０は、記憶部１６０に記憶された利得比率目標値を読み出す。制御部１５０は、たとえば算出部１４０から出力される利得比率情報が示す比率が、記憶部１６０から読み出した利得比率目標値となるように各励起光のパワー比を制御する。

利得比率目標値は、光増幅装置１００から出力される光信号に含まれる主信号の帯域のパワー波長特性が平坦になるときの、主信号、監視信号および利得参照光の各利得の比率である。利得比率目標値は、光増幅装置１００の設計時に、スペクトルアナライザなどによってラマン増幅器１１０の出力光のスペクトルをモニタすることで設定する。

たとえば、光増幅装置１００へテスト用の光信号を入力し、ラマン増幅器１１０から出力される光信号のスペクトルをモニタしながら各励起光のパワー比を変化させる。そして、スペクトルの主信号帯域λ２が平坦になったときに算出部１４０から出力される利得比率情報が示す比率を利得比率目標値として設定する。

図９は、光信号に含まれる各成分を示すグラフである。図９において、図３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。符号９１０は、光信号に含まれる利得参照光を示している。参照光帯域λ３は、光信号に含まれる利得参照光の波長帯域である。参照光帯域λ３は、主信号帯域λ２よりも長波長側に設定されている。

図１０は、図８に示した各分岐部の波長透過特性の一例を示すグラフである。図１０において、図５に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。横軸は波長を示している。縦軸は透過特性［ｄＢ］を示している。符号８１１ａは、分岐部８１１の参照光受光部８１２へ向かう経路に対する波長透過特性を示している。

波長透過特性８１１ａに示すように、分岐部８１１は、参照光受光部８１２へ向かう経路に対しては、参照光帯域λ３の波長成分を透過させる一方、主信号帯域λ２以下の波長成分を減衰させるバンドパスフィルタとして動作する。ここでは、分岐部８１１において、参照光帯域λ３の波長成分の透過特性は０ｄＢであり、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１の波長成分の透過特性は−４０ｄＢである。

波長透過特性１２１ａに示すように、ここでは、分岐部１２１において、主信号帯域λ２および参照光帯域λ３の波長成分の透過特性は０ｄＢであり、監視信号帯域λ１の波長成分の透過特性は−４０ｄＢである。波長透過特性１３１ａに示すように、ここでは、分岐部１３１において、主信号帯域λ２および参照光帯域λ３の波長成分の透過特性は−４０ｄＢであり、監視信号帯域λ１の波長成分の透過特性は０ｄＢである。

図１１は、図８に示した光増幅装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、増幅帯域に含まれる複数の帯域として、第１測定部１２０および第３測定部８１０によって測定される主信号帯域λ２および参照光帯域λ３を用いる場合について説明する。図１１において、ステップＳ１１０１〜ステップＳ１１１０は、図７に示したステップＳ７０１〜ステップＳ７１０と同様であるため説明を省略する。

ただし、図７において、第１測定部１２０および第２測定部１３０が主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１の各雑音光のパワーを測定するステップ（ステップＳ７０２，Ｓ７０９）は、図１１においては、第１測定部１２０および第３測定部８１０が主信号帯域λ２および参照光帯域λ３の各雑音光のパワーを測定するステップ（ステップＳ１１０２，Ｓ１１０９）に置きかえるものとする。

伝送路１０１への光信号の入力を開始（ステップＳ１１１０）した後、第１測定部１２０および第３測定部８１０が、ラマン増幅器１１０から出力される光信号の、主信号および利得参照光の各光のパワーを測定する（ステップＳ１１１１）。つぎに、算出部１４０が、ステップＳ１１１１によって測定された各パワーに基づいて、主信号および利得参照光の各利得を算出する（ステップＳ１１１２）。

つぎに、算出部１４０が、ステップＳ１１１２によって算出された各利得の比率を算出する（ステップＳ１１１３）。つぎに、制御部１５０が、ステップＳ１１１３によって算出された比率が利得比率目標値と等しいか否かを判断する（ステップＳ１１１４）。比率が利得比率目標値と等しくない場合（ステップＳ１１１４：Ｎｏ）は、制御部１５０が、伝送路１０１へ入力する各励起光のパワー比を微小に変化させ（ステップＳ１１１５，第３制御工程）、ステップＳ１１１１へ戻って処理を続行する。

ステップＳ１１１４において、算出された比率が利得比率目標値と等しい場合（ステップＳ１１１４：Ｙｅｓ）は、一連の駆動動作を終了する。図示しないが、一連の駆動動作を終了した後も、光増幅装置１００の運用中に、ステップＳ１１１１〜ステップＳ１１１５の動作を繰り返し行い、各励起光のパワー比をリアルタイムに制御してもよい。

図１２は、ラマン増幅器の出力光のスペクトルの一例を示すグラフである。図１２おいて、スペクトル１２００は、伝送路１０１へ各励起光を入力した場合にラマン増幅器１１０の後段から出力される雑音光を、ラマン増幅器１１０の後段にスペクトルアナライザを仮設置して監視したときのスペクトルの一例を示している。

伝送路１０１へ各励起光を入力した場合の、ラマン増幅器１１０の後段から出力される雑音光と、光信号の利得とは、同じラマン増幅に起因する現象である。このため、スペクトル１２００の形状は、光信号の波長利得特性と１対１で対応する。また、スペクトル１２００の形状は、第１測定部１２０、第２測定部１３０および第３測定部８１０によって測定された各パワーの比率に反映される。

したがって、光信号の波長利得特性が平坦となる状態で第１測定部１２０、第２測定部１３０および第３測定部８１０によって測定された各パワーの比率を比率目標値として用いることで、スペクトルアナライザを用いることなく、波長利得特性が平坦となるスペクトル１２００の形状を再現することができる（実施の形態１でも同様）。

図１３は、図８に示した光増幅装置の変形例を適用した光通信装置の構成例を示すブロック図である。図１３において、図８に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、光通信装置１３００Ａは、図８に示した光増幅装置１００の変形例と、パワー制御装置１３１０と、を備えている。光通信装置１３００Ａは、伝送路１０１ａを介して、後段の光通信装置１３００Ｂと接続されている。

光通信装置１３００Ａの光増幅装置１００は、図８に示した構成に加えて、参照光送受信部１３０１と、合波部１３０２と、を備えている。分岐部８１１は、ラマン増幅器１１０から出力された光をパワー制御装置１３１０へ通過させ、ラマン増幅器１１０から出力された光に含まれる利得参照光の一部を分岐して参照光送受信部１３０１へ出力する。参照光送受信部１３０１は、図８に示した参照光受光部８１２と同様に分岐部８１１から出力された光を受光し、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０へ出力する。

また、参照光送受信部１３０１は、利得参照光を合波部１３０２へ出力する。合波部１３０２は、パワー制御装置１３１０から出力された光に、参照光送受信部１３０１から出力された利得参照光を合波する。合波部１３０２によって合波された光は、光通信装置１３００Ａの前段の光通信装置へ送信される。第１測定部１２０および第２測定部１３０は、ここではパワー制御装置１３１０側に設けられている。

パワー制御装置１３１０は、分岐部１３１と、監視信号送受信部１３１１と、分岐部１３１２と、光フィルタ１３１３と、主信号受光部１２２と、増幅部１３１４と、制御部１３１５と、増幅部１３１６と、合波部１３１７と、を備えている。第２測定部１３０は、ここでは、分岐部１３１および監視信号送受信部１３１１によって構成されている。

分岐部１３１は、分岐部８１１から出力された光を分岐部１３１２へ通過させる。また、分岐部１３１は、分岐部８１１から出力された光のうちの、監視信号帯域λ１の波長成分の一部を分岐して監視信号送受信部１３１１へ出力する。監視信号送受信部１３１１は、図８に示した監視信号受光部１３２と同様に、分岐部１３１から出力された光を受光し、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０へ出力する。

また、監視信号送受信部１３１１は、分岐部１３１から出力された監視信号を受信する。監視信号送受信部１３１１が受信する監視信号には、伝送路１０１ａなどの伝送経路に関する情報や、光信号の波長多重数の情報などが含まれている。監視信号送受信部１３１１は、波長多重数の情報などを制御部１３１５へ出力する。また、監視信号送受信部１３１１は、受信した監視信号または新たに生成した監視信号を合波部１３１７へ出力する。

第１測定部１２０は、ここでは、分岐部１３１２、光フィルタ１３１３および主信号受光部１２２によって構成されている。分岐部１３１２は、分岐部１３１から出力された光を分岐して、分岐した各光をそれぞれ光フィルタ１３１３および増幅部１３１４へ出力する。光フィルタ１３１３（フィルタ手段）は、図１０に示した波長透過特性１２１ａと同様の波長透過特性を有し、分岐部１３１２から出力された光を主信号受光部１２２へ通過させる。主信号受光部１２２は、光フィルタ１３１３から出力された光を受光し、受光した光のパワーに応じた電気信号を算出部１４０および制御部１３１５へ出力する。

増幅部１３１４は、分岐部１３１２から出力された光を、制御部１３１５の制御に応じて増幅する。増幅部１３１４によって増幅された光は、光通信装置１３００Ａの後段の光通信装置１３００Ｂへ、伝送路１０１ａを介して送信される。増幅部１３１４は、たとえばエルビウムドープ光ファイバ増幅器である。

制御部１３１５は、主信号受光部１２２から出力された電気信号が示すパワーに基づいて、増幅部１３１４から出力される光信号のパワーが所望の値になるように増幅部１３１４を制御する。また、制御部１３１５は、主信号受光部１２２から出力された電気信号が示すパワーを、監視信号送受信部１３１１から出力された情報が示す光信号の波長多重数によって割ることで、光信号の１チャネルあたりの信号成分のパワーを算出してもよい。

この場合は、制御部１３１５は、算出した光信号の１チャネルあたりの信号成分のパワーに基づいて増幅部１３１４を制御する。増幅部１３１６は、光通信装置１３００Ａの後段の光通信装置１３００Ｂから伝送路１０１ａを介して送信された光信号を増幅して合波部１３１７へ出力する。合波部１３１７は、増幅部１３１６から出力された光信号に、監視信号送受信部１３１１から出力された監視信号を合波する。合波部１３１７は、合波した光信号を光増幅装置１００の合波部１３０２へ出力する。

また、監視信号送受信部１３１１は、後段の光通信装置に対する監視信号を、増幅部１３１４の後段に設けられた合波部１３２１へ出力する。合波部１３２１は、増幅部１３１４から後段の光通信装置へ送信される光に対して、監視信号送受信部１３１１から出力された監視信号を合波する。分岐部１３２２は、増幅部１３１６の前段に設けられ、前段の光通信装置から送信された光から監視信号を分離して監視信号送受信部１３１１へ出力する。監視信号送受信部１３１１は、分岐部１３２２から出力された監視信号を受信する。

また、光通信装置１３００Ｂも光通信装置１３００Ａと同様の構成を備えている。このように、光通信装置１３００Ａおよび光通信装置１３００Ｂは、双方向の光通信システムを構成している。光通信装置１３００Ａおよび光通信装置１３００Ｂのような光通信装置をさらに直列接続することで、多段の双方向光通信システムを構成することができる。

図１４は、図１３に示した光通信装置を適用した光通信システムの構成例を示すブロック図である。図１４に示すように、光通信システム１４００は、光通信装置１３００Ａ〜光通信装置１３００Ｄを、それぞれ伝送路１０１ａ〜伝送路１０１ｃを介して直列接続することで構成されている。光通信装置１３００Ａ〜光通信装置１３００Ｄは、図１３に示した光通信装置１３００Ａの構成と同様である。

これにより、光通信装置１３００Ａ〜光通信装置１３００Ｄのそれぞれにおいて、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができる。このため、たとえば、光信号を光通信装置１３００Ａから光通信装置１３００Ｄへ送信する場合に、出力光に生じたパワーばらつきが累積しないため、伝送特性を向上させることができる。

このように、実施の形態２にかかる光増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる光増幅装置１００の効果を奏するとともに、各励起光の合計パワーを制御した後、合計パワーを維持しつつ、主信号帯域λ２、監視信号帯域λ１および参照光帯域λ３の各利得に基づいて各励起光パワー比を微調節することで、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性をさらに精度よく一定にすることができる。

なお、実施の形態２においては、光信号に利得参照光が含まれており、増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定する複数の測定手段の一つとして第３測定部８１０を設ける場合について説明したが、実施の形態２にかかる光増幅装置１００はこの構成に限らない。たとえば、光増幅装置１００を、光信号に利得参照光が含まれておらず、複数の測定手段を第１測定部１２０および第２測定部１３０のみで構成し、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１の各利得に基づいて各励起光パワー比を微調節してもよい。

（実施の形態３）
図１５は、実施の形態３にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。図１５において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態３にかかる光増幅装置１００は、図１に示した光増幅装置１００の構成に加えて、特定部１５１０を備えている。記憶部１６０は、ここでは、算出部１４０によって算出された比率と、伝送路１０１の種類と、が対応付けられた対応情報を記憶した対応情報記憶手段としての機能を有している。

算出部１４０は、算出した比率を示す比率情報を特定部１５１０へ出力する。特定部１５１０は、算出部１４０から出力された比率情報が示す比率と、記憶部１６０に記憶された対応情報と、に基づいて伝送路１０１の種類を特定する。特定部１５１０は、たとえば算出部１４０および制御部１５０とともにＣＰＵによって構成することができる。

図１６は、図１５に示した記憶部が記憶している対応情報を示す図である。図１６において、テーブル１６００は、記憶部１６０が記憶している対応情報である。算出部１４０によって算出された比率は、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１における各雑音光のパワーの比率を示している。テーブル１６００においては、各雑音光のパワーの比率（ａ〜ｅ）と、伝送路１０１の種類（Ａ〜Ｅ）と、が対応付けられている。

主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１における各雑音光のパワーの比率は、伝送路１０１の種類によって変化する。したがって、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１における各雑音光のパワーの比率に基づいて、伝送路１０１の種類を特定することが可能である。ここでいう伝送路１０１の種類とは、たとえば伝送路１０１を構成する光ファイバの種類（シングルモードファイバ、分散シフトファイバなど）である。

このように、実施の形態３にかかる光増幅装置１００によれば、実施の形態１にかかる光増幅装置１００の効果を奏するとともに、簡単な構成によって伝送路１０１の種類を特定することができる。対応情報において、主信号帯域λ２および監視信号帯域λ１における各雑音光のパワーの比率と伝送路１０１の種類とを対応付ける場合について説明したが、主信号および監視信号の各利得の比率と伝送路１０１の種類とを対応付けてもよい。この場合は、特定部１５１０は、算出部１４０から出力された利得比率情報が示す比率と、記憶部１６０に記憶された対応情報と、に基づいて伝送路１０１の種類を特定する。

以上説明したように、開示の光増幅装置および制御方法によれば、簡単な構成によって、ラマン増幅した光信号のパワー波長特性を一定にすることができる。また、図示していないが、上述した各実施の形態において、固定の損失波長特性を有する光フィルタ（ＧＥＱ：Ｇａｉｎ ＥＱｕａｌｉｚｅｒ）を用いて出力光のパワーばらつきを大まかに補償しつつ、制御部１５０によって各励起光のパワー比を制御することで、伝送路の状態や波長多重数などによって複雑に変化する出力光のパワーばらつきを補償してもよい。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）光信号が通過する伝送路に対して複数の波長の各励起光を入力して前記光信号をラマン増幅するラマン増幅器と、
前記ラマン増幅器から出力される光における、前記ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定する複数の測定手段と、
前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーの比率を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて、前記ラマン増幅器が前記伝送路へ入力する前記各励起光のパワー比を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光増幅装置。

（付記２）前記ラマン増幅器は、前記光信号として主信号および監視信号を増幅し、
前記複数の測定手段は、前記複数の帯域として、前記主信号の帯域および前記監視信号の帯域の各パワーを測定することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。

（付記３）前記複数の測定手段のそれぞれは、前記複数の帯域のうちの対応する帯域の光のみを透過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段を透過した光を受光して、受光した光のパワーに応じた電気信号を出力する受光手段と、から構成されることを特徴とする付記１または２に記載の光増幅装置。

（付記４）前記制御手段は、前記光信号の入力前に前記伝送路へ前記各励起光を入力するように前記ラマン増幅器を制御することで前記ラマン増幅器から雑音光を出力させ、このときに前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて前記パワー比を制御することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光増幅装置。

（付記５）前記光信号のパワー波長特性が一定となる前記比率を比率目標値として記憶した記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記算出手段によって算出された前記比率が前記記憶手段に記憶された前記比率目標値となるように前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光増幅装置。

（付記６）前記制御手段は、前記各励起光のパワー比を制御した後に、前記パワー比を維持しつつ、前記各励起光のパワーを制御することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光増幅装置。

（付記７）前記光信号の入力中に前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーに基づいて前記複数の帯域の各利得を算出する利得算出手段と、
前記利得算出手段によって算出された各利得の比率を算出する利得比率算出手段と、
を備え、前記制御手段は、前記パワーを制御した後に、前記パワーを維持しつつ、前記利得比率算出手段によって算出された前記各利得の比率に基づいて前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする付記６に記載の光増幅装置。

（付記８）前記光信号のパワー波長特性が一定となる前記各利得の比率を比率目標値として記憶した利得比率記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記利得比率算出手段によって算出された前記各利得の比率が前記利得比率記憶手段に記憶された前記比率目標値となるように前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする付記７に記載の光増幅装置。

（付記９）前記算出手段によって算出された前記比率と、前記伝送路の種類と、が対応付けられた対応情報を記憶した対応情報記憶手段と、
前記算出手段によって算出された前記比率と、前記対応情報記憶手段によって記憶された前記対応情報と、に基づいて前記伝送路の種類を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光増幅装置。

（付記１０）光信号が通過する伝送路に対して複数の波長の各励起光を入力して前記光信号をラマン増幅するラマン増幅器の制御方法において、
前記ラマン増幅器から出力される光における、前記ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ複数の測定手段によって測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定された前記各パワーの比率を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された前記比率に基づいて、前記ラマン増幅器が前記伝送路へ入力する前記各励起光のパワー比を制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。

（付記１１）前記制御工程では、前記光信号の入力前に前記伝送路へ前記各励起光を入力するように前記ラマン増幅器を制御することで前記ラマン増幅器から雑音光を出力させ、このときに前記算出工程によって算出された前記比率に基づいて前記パワー比を制御することを特徴とする付記１０に記載の制御方法。

（付記１２）前記制御工程によって制御された前記パワー比を維持しつつ、前記各励起光のパワーを制御する第２制御工程を含むことを特徴とする付記１０または１１に記載の制御方法。

（付記１３）前記光信号の入力中に前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーに基づいて前記複数の帯域の各利得を算出する利得算出工程と、
前記利得算出工程によって算出された各利得の比率を算出する利得比率算出工程と、
前記第２制御工程によって制御された前記パワーを維持しつつ、前記利得比率算出工程によって算出された前記各利得の比率に基づいて前記各励起光のパワー比を制御する第３制御工程と、
を含むことを特徴とする付記１２に記載の制御方法。

実施の形態１にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 伝送路における光信号のラマン増幅を示すグラフである。 光信号に含まれる各成分を示すグラフである。 光信号に含まれる主信号と雑音光を示すグラフである。 図１に示した各分岐部の波長透過特性の一例を示すグラフである。 光信号の利得と雑音光のパワーの関係を示すグラフである。 図１に示した光増幅装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 光信号に含まれる各成分を示すグラフである。 図８に示した各分岐部の波長透過特性の一例を示すグラフである。 図８に示した光増幅装置の駆動動作の一例を示すフローチャートである。 ラマン増幅器の出力光のスペクトルの一例を示すグラフである。 図８に示した光増幅装置の変形例を適用した光通信装置の構成例を示すブロック図である。 図１３に示した光通信装置を適用した光通信システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる光増幅装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１５に示した記憶部が記憶している対応情報を示す図である。

符号の説明

１０，１３００Ａ，１３００Ｂ，１３００Ｃ，１３００Ｄ 光通信装置
１１，１３１４，１３１６ 増幅部
１３，１２１，１３１，８１１，１３１２ 分岐部
１４，１７，１１４，１３０２，１３１７ 合波部
１００ 光増幅装置
１０１ 伝送路
１１０ ラマン増幅器
１１３ カプラ
１２０ 第１測定部
１２１ａ，１３１ａ，８１１ａ 波長透過特性
１３０ 第２測定部
４１０ 雑音光
６００ パワー特性
８１０ 第３測定部
１２００ スペクトル
１３１０ パワー制御装置
１３１３ 光フィルタ
１４００ 光通信システム
１６００ テーブル

Claims (11)

1. 光信号が通過する伝送路に対して複数の波長の各励起光を入力して前記光信号をラマン増幅するラマン増幅器と、
   前記ラマン増幅器から出力される光における、前記ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ測定する複数の測定手段と、
   前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーの比率を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて、前記ラマン増幅器が前記伝送路へ入力する前記各励起光のパワー比を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記光信号の入力前に前記伝送路へ前記各励起光を入力するように前記ラマン増幅器を制御することで前記ラマン増幅器から雑音光を出力させ、このときに前記算出手段によって算出された前記比率に基づいて前記パワー比を制御することを特徴とする光増幅装置。
2. 前記ラマン増幅器は、前記光信号として主信号および監視信号を増幅し、
   前記複数の測定手段は、前記複数の帯域として、前記主信号の帯域および前記監視信号の帯域の各パワーを測定することを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
3. 前記複数の測定手段のそれぞれは、前記複数の帯域のうちの対応する帯域の光のみを透過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段を透過した光を受光して、受光した光のパワーに応じた電気信号を出力する受光手段と、から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光増幅装置。
4. 前記光信号のパワー波長特性が一定となる前記比率を比率目標値として記憶した記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記算出手段によって算出された前記比率が前記記憶手段に記憶された前記比率目標値となるように前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光増幅装置。
5. 前記制御手段は、前記各励起光のパワー比を制御した後に、前記パワー比を維持しつつ、前記各励起光のパワーを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光増幅装置。
6. 前記光信号の入力中に前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーに基づいて前記複数の帯域の各利得を算出する利得算出手段と、
   前記利得算出手段によって算出された各利得の比率を算出する利得比率算出手段と、
   を備え、前記制御手段は、前記各励起光の合計パワーを制御した後に、前記合計パワーを維持しつつ、前記利得比率算出手段によって算出された前記各利得の比率に基づいて前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする請求項５に記載の光増幅装置。
7. 前記光信号のパワー波長特性が一定となる前記各利得の比率を比率目標値として記憶した利得比率記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記利得比率算出手段によって算出された前記各利得の比率が前記利得比率記憶手段に記憶された前記比率目標値となるように前記各励起光のパワー比を制御することを特徴とする請求項６に記載の光増幅装置。
8. 前記算出手段によって算出された前記比率と、前記伝送路の種類と、が対応付けられた対応情報を記憶した対応情報記憶手段と、
   前記算出手段によって算出された前記比率と、前記対応情報記憶手段によって記憶された前記対応情報と、に基づいて前記伝送路の種類を特定する特定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光増幅装置。
9. 光信号が通過する伝送路に対して複数の波長の各励起光を入力して前記光信号をラマン増幅するラマン増幅器の制御方法において、
   前記ラマン増幅器から出力される光における、前記ラマン増幅器の増幅帯域に含まれる複数の帯域の各パワーをそれぞれ複数の測定手段によって測定する測定工程と、
   前記測定工程によって測定された前記各パワーの比率を算出する算出工程と、
   前記算出工程によって算出された前記比率に基づいて、前記ラマン増幅器が前記伝送路へ入力する前記各励起光のパワー比を制御する制御工程と、を含み、
   前記制御工程では、前記光信号の入力前に前記伝送路へ前記各励起光を入力するように前記ラマン増幅器を制御することで前記ラマン増幅器から雑音光を出力させ、このときに前記算出工程によって算出された前記比率に基づいて前記パワー比を制御することを特徴とする制御方法。
10. 前記制御工程によって制御された前記パワー比を維持しつつ、前記各励起光のパワーを制御する第２制御工程を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の制御方法。
11. 前記光信号の入力中に前記複数の測定手段によって測定された前記各パワーに基づいて前記複数の帯域の各利得を算出する利得算出工程と、
    前記利得算出工程によって算出された各利得の比率を算出する利得比率算出工程と、
    前記第２制御工程によって制御された前記各励起光の合計パワーを維持しつつ、前記利得比率算出工程によって算出された前記各利得の比率に基づいて前記各励起光のパワー比を制御する第３制御工程と、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。

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