JP4593230B2 - 光端局装置 - Google Patents

Description

この発明は、ラマン増幅またはＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバ増幅器）を用いて信号光の増幅を行う光端局装置に関する。

従来、光ファイバを用いた光伝送システムにおいて、伝送路をより有効に利用するためにＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）による信号光の多重化技術が広く用いられている。この技術は、波長の違う光は互いに干渉しないという性質を利用して、光の多重化を行う。ＷＤＭ光伝送システムでは、利用可能な光増幅器の増幅帯域や、光部品、光ファイバの伝送特性等の要因から、実質的に利用できる波長帯域が限られている。ＷＤＭにおける信号光間波長間隔を０．８ｎｍ以下（２００ＧＨｚ，１００ＧＨｚ等）にすることで１６波以上の信号光を多重化するＤＷＤＭ（Ｄｅｎｃｅ ＷＤＭ：高密度ＷＤＭ）が利用されている。

また、信号光の伝送距離は、信号光送出時の出力と伝送路で生じる損失、非線形リミット、波長分散等により定まるが、伝送路に光増幅器を備えた中継器を設けることで伝送路の損失による信号光レベルを補償し、伝送距離の伸長が可能である。光増幅器としては、希土類元素を添加した光ファイバに励起光を加えることによる増幅効果を利用する光ファイバ増幅器と、励起光によるファイバラマン効果を利用するラマン増幅器が挙げられる。

図２０は、ＤＷＤＭ光伝送でラマン増幅を行う構成を表した図である。中継器を用いることなく伝送距離の伸長を行うための技術として、ラマン増幅用の励起光源ユニットを設け、励起光を伝送路へ挿入することで信号光の増幅を行う光伝送装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。図２０において、光伝送装置２０００は、合分波器２００１と、扱う信号光の波長（λ１〜λｎ）にそれぞれ対応した複数の受信器２００２（２００２ａ〜２００２ｎ）とによって構成されている。

ラマン増幅は、伝送路２０１０に入力した励起光の波長より１００ｎｍ長い波長をピークとした波長帯に増幅が得られるラマン散乱に基づく誘導放出現象を利用した増幅技術である。ＤＷＤＭは、波長間隔が０．８ｎｍ前後と極めて短いため、図２０に示すように信号光（λ１〜λｎ）の数（ｎ波長）より遥かに少ない数の励起光のユニット（励起光源２０１１および合分波器２０１２）を備えることですべての信号光（λ１〜λｎ）に対してラマン増幅を行うことができる。

特開２００３−１３４０５７号公報

ＤＷＤＭ光伝送システムでは、利用可能な波長帯域に狭い波長間隔で信号光が多重化され、隣接波長への影響を防止するために、信号光波長の高い安定度が求められる。すなわち、波長安定性の高い高価な光学部品と、大掛かりな装置、また、それらを扱う習熟した技術者が必要となる。一方、ＤＷＤＭよりも多重化する信号光の波長間隔を広く設定し、一般的に１本の光ファイバあたり８〜１６波長程度の信号光を多重化するＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ ＷＤＭ：低密度ＷＤＭ）を用いることで、光学部品の価格も低く、メンテナンスが比較的容易な伝送システムを構成することができる。ただし、到達距離の伸長のためにラマン増幅を行う場合、ＣＷＤＭの信号光は１０ｎｍ〜６０ｎｍと信号光同士の波長間隔が長いため、増幅対象となる信号光の帯域が広くなり、ＤＷＤＭの場合よりも帯域内をカバーするため、多くの数の励起光源が必要となる。したがって、ラマン増幅器ユニットの装置の大型化、励起光源のコストなど新たな問題を生じることとなる。

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、ＣＷＤＭ光伝送システムにおいて、新たに大掛かりな増幅用装置を装備することなく簡単に信号光の増幅を行うことができる光端局装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、この発明の光端局装置は、所定の波長の信号光を送受信する複数の信号光ユニットと、送出される信号光をラマン増幅するための所定波長の励起光を送出する一つあるいは複数の励起光ユニットと、一端が光伝送路に接続され、他端が前記信号光ユニットおよび前記励起光ユニットに接続され、前記信号光ユニットが送受信する信号光と、励起光ユニットから供給される励起光とを合分波する合分波器と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、信号光ユニットにより送出する信号光と、励起光ユニットから供給される励起光は、合分波器を介して合波され、伝送路に送出される。信号光は、励起光により伝送路上で発生したラマン効果により増幅される（以下ラマン増幅と呼ぶ）。

本発明にかかる光端局装置によれば、信号光と励起光を合分波器を介して合波して伝送路上に送出するため、ＣＷＤＭを利用した信号光の多重化の構成において、新たに大掛かりな増幅用装置を装備することなく簡単に信号光の増幅を行う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端局装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。実施の形態１は、ラマン増幅を用いた信号光の増幅にかかる構成であり、実施の形態２は、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：エルビウム添加光ファイバ増幅器）を用いた信号光の増幅にかかる構成であり、実施の形態３はラマン増幅とＥＤＦＡ双方を用いた信号光の増幅にかかる構成である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光端局装置の基本構成を示す図である。図１に示す光端局装置１００は、信号光の送受信を行う送受信器１０１（１０１ａ〜１０１ｎ）と、ラマン増幅を行うための励起光を供給する励起光源１０２と、合分波器１０３を備えた構成であり、光ファイバによる伝送路（光伝送路）１０４を介して信号光の送受信を行う。

合分波器１０３は、送受信器１０１から出力された波長の異なる信号光を波長多重し、伝送路１０４に出力し、また、伝送路１０４から受信したＷＤＭ光の分波を行う。なお、図中の矢印は、光の進行方向を表し、実線矢印は信号光、太線白抜き矢印は励起光を表す。図に示すように信号光と励起光を同一の光端局装置１００から伝送路１０４へ出力しラマン増幅を行う。伝送路１０４である光ファイバ内には、対向する光端局装置（不図示）から送出された信号光も伝送されているので、対向する光端局装置から送出された信号光に対してもラマン増幅を行う。信号光と励起光の進行方向による増幅方法の分類については後述する。

図２は、シングルモード光ファイバの波長依存損失を表すグラフである。横軸は、光の波長（ｎｍ）を表し、縦軸は、１ｋｍ当たりの損失（ｄＢ／ｋｍ）を表す。ＣＷＤＭでは、一般的に１３００ｎｍ帯〜１６００ｎｍ帯の広範囲な波長の光を使用するが、本発明にかかる実施の形態１〜実施の形態３では１４００ｎｍ帯〜１６００ｎｍ帯の波長を使用した光伝送システムについて説明する。

実施の形態１にかかる光端局装置が接続されるＣＷＤＭ伝送システムでは、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長が用いられる。送受信器１０１からは上記８波長のいずれかの光が送受信されるから、合分波器１０３は上記の８波長の光を合分波する特性を有する。合分波器１０３に接続されるユニットとして、信号光ユニットもしくは励起光源ユニットのどちらかを装備し、信号光ユニットは、送信用と受信用の２つの信号光ユニットが１つの送受信器をなし、励起光ユニットは、励起光源となる。送受信器内の信号光ユニットは、送信用にはＥ／Ｏ（電気／光変換）部、受信用にはＯ／Ｅ（光／電気変換）部を備えている。

実施の形態１にかかる光端局装置は、信号光強度が十分であり、信号光を増幅する必要がない場合は、信号光ユニットによる伝送を行う一方、一部の波長について信号光強度が十分でない場合は、合分波器に励起光源ユニットを接続してラマン増幅を行うことにより、伝送を可能とすることができる構成である。

図３−１は、ＣＷＤＭで多く使用される合分波器の内部構造を示す図である。図３−１に示すように合分波器１０３は、各光源のユニットに対応して配置されたＷＤＭカプラ１〜ＷＤＭカプラ８（１０３ａ〜１０３ｈ）と、伝送路から入力された信号光について最初に分波を行う信号ＷＤＭカプラ９（１０３ｉ）により構成される。ＷＤＭカプラ１〜ＷＤＭカプラ４（１０３ａ〜１０３ｄ）は、特定の波長の光を特定ポートで入力して同一ポートから出力を行う合波機能をもち、伝送路へ重ね合わせたＷＤＭ光を入力する。一方、ＷＤＭカプラ５〜ＷＤＭカプラ８（１０３ｅ〜１０３ｈ）は、帯域分離フィルタを備え、複数の波長を分けて出力を行う分波機能を有して伝送路から合分波器１０３へ入力されたＷＤＭ光のうち特定の波長の光のみを受信できる仕組みとなっている。また、ＷＤＭカプラ９（１０３ｉ）は、後述する励起光源制御機能を有した光端局装置に必要な監視制御信号光の分波を行うために用いる。

図３−２は、合分波器で行われる分波を示す図である。図中の３２０に示すように、ＷＤＭカプラ５〜ＷＤＭカプラ８（１０３ｅ〜１０３ｈ）の分波機能により各ポート（Ｐｏｒｔ）に波長が抽出される。送受信器１０１（１０１ａ〜１０１ｎ）内部に設けられる受信用の信号光ユニットは、ポートごとに抽出された光を信号光として受信し、さらに、Ｏ／Ｅ部で電気信号へ変換することで受信器としての機能を果たす。

図４−１〜図４−３は、それぞれラマン増幅で行われる励起の種類を示す図である。ラマン増幅は、信号光に対する励起光の向きにより３つに分類される。図４−１に示すように、伝送路１０４の手前側（自光端局装置１００側）で信号光と同方向となるように、励起光源４０１からの励起光を合波器４０２を介して入力する方法を前方励起という。前方励起では、信号光のもつ光ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）を高く維持することができる。

また、図４−２に示すように、伝送路１０４の後方側（相手光端局装置側）で信号光と逆方向となるように、励起光源４０３からの励起光を合波器４０４を介して入力する構成を後方励起という。後方励起は、前方励起と比べ利得の飽和が起きにくく、出力を大きくすることができる。

さらに、図４−３に示すように、伝送路１０４の手前側と後方側にそれぞれ励起光源４０１，４０３を設け、信号光の双方向から合波器４０２，４０４を介して励起光を入力する方法を双方向励起という。双方向励起は、高出力が可能なだけでなく、前方と後方、２つの励起光の出力を加減することで、それぞれの励起方法による効果を信号光へ反映させるバランスの調整が可能となる。

図１に示した光端局装置１００は、合分波器にラマン増幅のための励起光源ユニットを接続できる構成であり、装着するユニットとして信号光ユニットおよび励起光源ユニットのいずれにも使用することができるため、信号光の伝送距離を伸長する必要のないときは、信号光ユニットのみを接続し、伝送に使用してもよいし、励起光源ユニットを接続し、特定の信号光の増幅のみに利用してもよい。以下に、励起の方法や伝送距離等の目的に応じた光源およびユニット（信号光、励起光）の配置構成例を挙げ説明する。

（ラマン増幅用励起光源を接続しない場合の配置構成）
図５は、ラマン増幅用励起光源を接続しない構成を示す図である。光端局装置５００および光端局装置５１０は、それぞれ送信用と受信用の２つの信号光ユニットからなる送受信器を４器備えた構成となる。

各送受信器の光源の波長と信号光の種類の配置は、以下のように定める。
光端局装置５００に装備された送受信器
・送受信器５０１：１４５０ｎｍ（送信用）、１４７０ｎｍ（受信用）
・送受信器５０２：１４９０ｎｍ（送信用）、１５１０ｎｍ（受信用）
・送受信器５０３：１５７０ｎｍ（送信用）、１５５０ｎｍ（受信用）
・送受信器５０４：１６１０ｎｍ（送信用）、１５９０ｎｍ（受信用）
光端局装置５１０に装備された送受信器
・送受信器５１１：１４７０ｎｍ（送信用）、１４５０ｎｍ（受信用）
・送受信器５１２：１５１０ｎｍ（送信用）、１４９０ｎｍ（受信用）
・送受信器５１３：１５５０ｎｍ（送信用）、１５７０ｎｍ（受信用）
・送受信器５１４：１５９０ｎｍ（送信用）、１６１０ｎｍ（受信用）

上述の配置構成から、光端局装置５００および光端局装置５１０は、送受信器５０１と送受信器５１１、送受信器５０２と送受信器５１２、送受信器５０３と送受信器５１３、送受信器５０４と送受信器５１４が対応しており、双方向光伝送路を４つ有した構成となる。

（ラマン増幅用励起光源ユニットの第１の接続構成）
図６は、ラマン増幅用励起光源ユニットの第１の接続構成を示す図である。図６の構成は、主に光端局装置に入力される信号光に対し、ラマン増幅を行う場合のユニット配置構成である。図５に示した光端局装置５００内の送受信器５０１、送受信器５０２に代わり、光源に励起光ユニットを装備した励起光源６０１、励起光源６０２を備え、光端局装置５１０内の送受信器５１１、送受信器５１２に代わり励起光源６０３、励起光源６０４を備える。

上記構成は、光端局装置５００、光端局装置５１０がそれぞれ送受信器のユニットを配置できるスロット（不図示）が４スロットのときの構成例であり、それぞれ２つのスロットから送受信器５０１、送受信器５０２（送受信器５１１、送受信器５１２）を取り外して励起光源６０１、励起光源６０２（励起光源６０３、励起光源６０４）を取り付けたものである。合分波器１０３を備えることにより、限定されたスロット数であっても送受信器を取り外して空いたスロット部分に同数の励起光源を取り付け可能である。

各励起光源の光源の種類は、以下のように定める。
光端局装置５００に装備された励起光源
・励起光源６０１：１４５０ｎｍ
・励起光源６０２：１４９０ｎｍ
光端局装置５１０に装備された励起光源
・励起光源６０３：１４７０ｎｍ
・励起光源６０４：１５１０ｎｍ

図６に示される構成では、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長のうち、１４５０〜１５１０ｎｍの各波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５５０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした後方励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、ラマン増幅は、励起光より１００ｎｍ長い波長の光を中心に増幅するため、励起光源６０１（１４５０ｎｍ）は、送受信器５１３の送信用信号光（１５５０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０２（１４９０ｎｍ）は、送受信器５１４の送信用信号光（１５９０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０３（１４７０ｎｍ）は、送受信器５０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０４（１５１０ｎｍ）は、送受信器５０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）を後方励起により増幅する。

したがって、光端局装置５００および光端局装置５１０は、送受信器５０３と送受信器５１３、送受信器５０４と送受信器５１４が対応した送受信器として構成している。つまり、対応した送受信器の送信用信号光の増幅が可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４５０、１４７０、１４９０、１５１０ｎｍの各波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される波長であるため、合分波器１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。

（前方励起によるラマン増幅を行う場合の配置構成）
図７は、ラマン増幅用励起光源ユニットの第２の接続構成を示す図である。図７の構成は、前方励起によってラマン増幅を行う場合の光源およびユニット配置構成である。図５に示した送受信器５０１、送受信器５０２、送受信器５１１、送受信器５１２に代わり、光源に励起光ユニットを装備した励起光源６０１〜励起光源６０４を備える。

各励起光源の光源の種類は以下のように定める。
光端局装置５００に装備された励起光源
・励起光源６０３：１４７０ｎｍ
・励起光源６０４：１５１０ｎｍ
光端局装置５１０に装備された励起光源
・励起光源６０１：１４５０ｎｍ
・励起光源６０２：１４９０ｎｍ

図７に示される構成では、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長のうち、１４５０〜１５１０ｎｍの各波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５５０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした前方励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、図７に示す構成では、図６と異なり、信号光と、ラマン増幅の対応となる（波長が１００ｎｍ短い）励起光の光の進行方向が同方向となる配置構成となっている。励起光源６０３（１４７０ｎｍ）は、送受信器５０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０４（１５１０ｎｍ）は、送受信器５０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０１（１４５０ｎｍ）は、送受信器５１３の送信用信号光（１５５０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０２（１４９０ｎｍ）は、送受信器５１４の送信用信号光（１５９０ｎｍ）を前方励起により増幅する。したがって、光端局装置５００および光端局装置５１０における送受信器は、図６と同様の対応を構成し、各送受信器自身の送信用信号光の増幅が可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４５０、１４７０、１４９０、１５１０ｎｍの各波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される波長であるため、合分波器１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。

（双方向励起によるラマン増幅を行う場合の配置構成）
図８は、ラマン増幅用励起光源ユニットの第３の接続構成を示す図である。図８の構成は、双方向励起によってラマン増幅を行う場合の光源およびユニット配置構成である。図５に示した送受信器５０１、送受信器５０２、送受信器５１１、送受信器５１２に代わり、光源に励起光ユニットを装備した励起光源８０１および励起光源８０２を備えている。励起光源８０１と励起光源８０２は、１つの励起光源につき２つの励起光ユニットを装備する。

各励起光源の光源の種類は以下のように定める。
・励起光源８０１：１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ
・励起光源８０２：１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ

図８に示される構成では、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長のうち、１４５０〜１５１０ｎｍの各波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５５０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした双方向励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、図８に示すように、１つの信号光に対して同方向、逆方向２つの励起光を有する構成となり、信号光は双方向励起により増幅する。励起光源８０１（１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ）は、送受信器５０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）と送受信器５１３の送信用信号光（１５５０ｎｍ）をそれぞれ双方向励起により増幅する。励起光源８０２（１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ）は、送受信器５０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）と送受信器５１４の送信用信号光（１５９０ｎｍ）をそれぞれ双方向励起により増幅する。したがって、光端局装置５００および光端局装置５１０は、図６および図７で説明した前方励起、後方励起のどちらか一方による増幅よりも信号光の増幅利得が大きく、伝送距離の長距離化が可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４５０、１４７０、１４９０、１５１０ｎｍの各波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される波長であるため、合分波器１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。

（励起光ユニット数を減らしてラマン増幅を行う場合の配置構成）
図９−１は、ラマン増幅用励起光源ユニットの第４の接続構成を示す図である。励起光ユニット数を減らしてラマン増幅を行う場合の光源およびユニット配置構成を示してある。図９−２は、ラマン増幅における励起光の波長と利得の関係を表したグラフである。先にも述べたように、ラマン増幅は、励起光から１００ｎｍ波長の長い波長を中心に増幅を行う。したがって、上述した光端局装置５００および光端局装置５１０における配置構成において説明したように、励起光と信号光を１対１にせずとも、増幅したい複数の信号光の波長がラマン増幅帯域内であれば、光源の種類と配置を工夫することで、励起光源から出力する励起光の数を少なくすることができる。

図９−１に示す光端局装置９００および光端局装置９１０は、図２のグラフで示す伝送において最も光の損失が少ない波長の帯域からＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４３０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５３０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長の光源を利用する。

各励起光源および各送受信器の光源の種類は以下のように定める。
・励起光源９０１：１４３０ｎｍ、１４９０ｎｍ
光端局装置９００に装備された送受信器
・送受信器９０２：１５１０ｎｍ（送信用）、１５３０ｎｍ（受信用）
・送受信器９０３：１５７０ｎｍ（送信用）、１５５０ｎｍ（受信用）
・送受信器９０４：１６１０ｎｍ（送信用）、１５９０ｎｍ（受信用）
光端局装置９１０に装備された送受信器
・送受信器９０５：１５３０ｎｍ（送信用）、１５１０ｎｍ（受信用）
・送受信器９０６：１５５０ｎｍ（送信用）、１５７０ｎｍ（受信用）
・送受信器９０７：１５９０ｎｍ（送信用）、１６１０ｎｍ（受信用）

図９−１に示される構成では、１４３０ｎｍと、１４９０ｎｍの２つの波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５１０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした双方向励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、図９−２に示すように励起光源９０１から出力される１４３０ｎｍおよび１４９０ｎｍの２つの励起光ごとに信号光は励起光との波長差に応じた利得を得ることができる。実際に信号光に反映される利得は、２つの励起光の利得を重ね合わした利得であり、励起光源９０１（１４３０ｎｍ、１４９０ｎｍ）によって、送受信器９０２の送信用信号光（１５１０ｎｍ）、送受信器９０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）、送受信器９０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）、送受信器９０５の送信用信号光（１５３０ｎｍ）、送受信器９０６の送信用信号光（１５５０ｎｍ）、送受信器９０７の送信用信号光（１５９０ｎｍ）を双方向励起により増幅することができる。したがって、光端局装置９００および光端局装置９１０は、送受信器９０２と送受信器９０５、送受信器９０３と送受信器９０６、送受信器９０４と送受信器９０７が送受信器として対応し、各送受信器の信号光の増幅が可能な双方向光伝送路を３つ有した構成となる。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４３０ｎｍと、１４９０ｎｍの２つの波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用することが可能な波長であるため、合分波器１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。なお、上記構成例では１４３０ｎｍと、１４９０ｎｍの波長の２つの励起光を用いる構成としたが、ＣＷＤＭ光伝送システムにおいて使用する信号光の波長に対応させて励起光の波長および数を任意に変更することができる。

（増幅用光ファイバを実装した光端局装置）
図１０は、増幅用光ファイバを実装した光端局装置を示す図である。光端局装置１０００および光端局装置１０１０は、図５〜図８に示した光端局装置５００および光端局装置５１０と、図９−１に示した光端局装置９００および光端局装置９１０において、合分波器１０３から伝送路１０４へ接続する間に増幅用光ファイバ１００１を実装した構成とする。増幅用光ファイバ１００１としては、使用する信号波長帯を増幅可能なものであればよく、例えば、ＥＤＦ（エルビウム添加光ファイバ）を使用することもできる。

図１０に示される構成では、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長のうち、１４５０〜１５１０ｎｍの各波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５５０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした後方励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、励起光源６０１（１４５０ｎｍ）は、送受信器５１３の送信用信号光（１５５０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０２（１４９０ｎｍ）は、送受信器５１４の送信用信号光（１５９０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０３（１４７０ｎｍ）は、送受信器５０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）を後方励起により増幅する。励起光源６０４（１５１０ｎｍ）は、送受信器５０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）を後方励起により増幅する。したがって、送受信器５０３と送受信器５１３、送受信器５０４と送受信器５１４が送受信器として対応し、信号光の増幅が可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４５０、１４７０、１４９０、１５１０ｎｍの各波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される波長であるため、合分波器１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。

図１０における励起光源および送受信器の光源の種類と配置は、図６に示した後方励起を行う場合の配置と等しく構成されているが、図５〜図９−１の構成いずれにも活用可能である。

（励起光源制御機能を追加した構成）
図１１は、励起光源制御を行う場合の光端局装置を示す図である。光端局装置１１００および光端局装置１１１０は、図７に示した光端局装置５００および光端局装置５１０と同様の光源の種類とユニット配置に加え、制御部１１０１と、監視制御信号光ユニット１１０２ａ（光端局装置５００内）、１１０２ｂ（光端局装置５１０内）とを備えた構成である。

図１１に示される構成では、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される、１４５０ｎｍ、１４７０ｎｍ、１４９０ｎｍ、１５１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍの８波長のうち、１４５０〜１５１０ｎｍの各波長を励起光として、伝送路１０４に送出することで、１５５０〜１６１０ｎｍの各波長を中心とした前方励起のラマン増幅を行うことができる。

すなわち、励起光源６０３（１４７０ｎｍ）は、送受信器５０３の送信用信号光（１５７０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０４（１５１０ｎｍ）は、送受信器５０４の送信用信号光（１６１０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０１（１４５０ｎｍ）は、送受信器５１３の送信用信号光（１５５０ｎｍ）を前方励起により増幅する。励起光源６０２（１４９０ｎｍ）は、送受信器５１４の送信用信号光（１５９０ｎｍ）を前方励起により増幅する。したがって、送受信器５０３と送受信器５１３、送受信器５０４と送受信器５１４が送受信器として対応し、信号光の増幅が可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。図１１における励起光源および送受信器の光源の種類と配置は、図７に示した後方励起を行う場合の配置と等しく構成されているが、図５〜図１０の構成いずれにも活用可能である。

ここで、各励起光源ユニットより出力される、１４５０、１４７０、１４９０、１５１０ｎｍの各波長は、ＣＷＤＭ光伝送システムで使用される波長であるため、合分波器１１０３により伝送路１０４に送出され、励起光として作用することができる。

光端局装置１１００内の監視制御信号光ユニット１１０２ａは、図３−１に示した合分波器１０３内のＷＤＭカプラ９（１０３ｉ）に対応する監視制御信号分離フィルタ１１０４から監視制御信号を受信することで、光端局装置１１１０内の送受信器５１３および送受信器５１４が送信した信号光の受信レベル情報を取得することができる。この監視制御信号の光の波長帯は、主な信号光の波長帯とは異なる波長帯、例えば１３００ｎｍ帯を用い、監視制御信号分離フィルタ１１０４はこの波長の光を分波する。合分波器１１０３は、図３−１に示したＷＤＭカプラ１〜ＷＤＭカプラ８（１０３ａ〜１０３ｈ）に相当する機能を有する。監視制御信号光ユニット１１０２ａの指示により制御部１１０１は、受信レベル情報から、対応した送受信器５０３，５０４の送信レベルの制御を行うことで、各送受信器５１３，５１４が受信する各波長の信号光の受信レベルが等しくなるよう制御できる。

同様に、光端局装置１１１０内の監視制御信号光ユニット１１０２ｂは、光端局装置１１００内の送受信器５０３および送受信器５０４が送信した信号光の受信レベル情報を取得することができる。監視制御信号光ユニット１１０２ｂの指示により制御部１１０１は、受信レベル情報から、対応した送受信器５１３，５１４の送信レベルの制御を行うことで、各送受信器５０３，５０４が受信する各波長の信号光の受信レベルが等しくなるよう制御できる。

上記信号光の受信レベルの制御は、送受信器が送信する信号光の波長に対応した波長を送出する励起光源の励起光の出力レベル（出力パワー）を調整することにより行える。励起光源が送出する励起光の出力レベルは、励起光源の温度制御により調整することもできる。励起光源の温度を制御することにより、励起光の波長を可変させ、波長毎の利得特性を変化させることができる。これにより、送受信器が受信する各波長毎の信号光の受信レベルを一定にすることができるようになる。

以上説明したように、実施の形態１にかかる光端局装置によれば、従来技術と同じ構成の光端局装置を用い、ラマン増幅の原理を生かした光源の種類の選択および信号光、励起光それぞれのユニットの配置を行うことで大掛かりな装置を新たに装備することなく信号光の増幅を行うことができる。また、光端局装置が備える送受信器の個数と、励起光源個数とを互いに調整することができる。そして、送受信器のユニットと励起光源のユニットとを予め定められた所定数のスロットに交換して装着することができ、装着した励起光源により対応する所定波長の信号光を増幅することができるようになる。

また、従来技術で述べたＤＷＤＭによる多重化を行う光端局装置の場合、光源の波長間隔は、一般的に０．８ｎｍ前後と短く、最も波長の短い光源と最も波長の長い光源の波長差であっても１００ｎｍ差の設定に配置することは難しく、実施の形態１のようにラマン増幅の特徴を生かすことができない。励起光用の光源を装置内に備えたとしても、ＣＷＤＭで用いる合分波器は、波長透過帯域が広いため、信号光と同じポートに入力する（同一のＷＤＭカプラを使用する）ことはできるが、ＤＷＤＭに用いる合分波器は、信号光に合わせ、透過特性を狭く設定しているため使用できない。したがって、励起光用の合分波器を新たに備える必要が生じ、光端局装置は大型化することになる。

この点、本発明は、ＣＷＤＭによる多重化を前提にしているため、実施の形態１では、利用可能な光源のなかでも、光ファイバのＯＨ（水酸基）吸収等による減衰などの伝送損失が比較的大きい短波長の光源は、増幅を行わない場合（図５に示す例）以外は、励起光として使用する。このようにＣＷＤＭの弱点を補完し、光源の種類とユニットの配置のみで伝送距離の伸長程度やｃｈ数などユーザの要請に柔軟に対応できるなど、ＣＷＤＭに特化した光端局装置を得ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、ＥＤＦＡのユニットを内部に備えることで信号光の増幅を行う光端局装置について説明する。ＥＤＦＡは、コア部分に希土類のエルビウム（Ｅｒ）を添加した光ファイバに励起光を入力し１５５０ｎｍ帯の光の誘導放出を起こすことでＥＤＦ（エルビウム添加光ファイバ）部分に伝送される信号光の増幅を行う光増幅器である。したがって、増幅対象の信号光には図２の波長依存損失の少ない波長のなかから、さらに、ＥＤＦＡの増幅利得帯域を考慮して１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍの波長の光を用いる。また、エルビウムイオン（Ｅｒ³＋）のエネルギー準位により、誘導放出を起こすための励起光には１４８０ｎｍもしくは９８０ｎｍの波長の光を用いる。

（ＥＤＦＡによる増幅を行わない場合の構成）
図１２は、実施の形態２にかかる光端局装置の構成を示す図である。光端局装置１２００は、送受信器１２０１〜送受信器１２０３を備え、送受信器１２０１は内蔵された合分波器１２０４を、送受信器１２０２および送受信器１２０３は、合分波器１２０５を用い合波・分波を行う。光端局装置１２００の送受信相手となる光端局装置１２１０も、送受信器１２１１〜送受信器１２１３を備え、光端局装置１２００と同様に、送受信器１２１１は、内蔵された合分波器１２０４を、送受信器１２１２および送受信器１２１３は、合分波器１２１５を用い合波・分波を行う。また、送受信器１２０１〜送受信器１２０３および送受信器１２１１〜送受信器１２１３には、送受信器１２０１および送受信器１２１１で図示したように送信用信号を送信用信号光に変換するＥ／Ｏ部１２０６と、受信用信号光を受信用信号に変換するＯ／Ｅ部１２０７が備えられている。

各送受信器の光源の種類は以下のように定める。
光端局装置１２００に装備された送受信器
・送受信器１２０１：１４７０ｎｍ（送信用）、１４９０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２０２：１５３０ｎｍ（送信用）、１５５０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２０３：１５７０ｎｍ（送信用）、１５９０ｎｍ（受信用）
光端局装置１２１０に装備された送受信器
・送受信器１２１１：１４９０ｎｍ（送信用）、１４７０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２１２：１５５０ｎｍ（送信用）、１５３０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２１３：１５９０ｎｍ（送信用）、１５７０ｎｍ（受信用）

送受信器１２０１および送受信器１２１１に内蔵された合分波器１２０４は、１４７０ｎｍの光と１４９０ｎｍの光の合波・分波を行うＷＤＭカプラから構成され、合分波器１２０５は、１５３０ｎｍの光と、１５５０ｎｍの光と、１５７０ｎｍの光と、１５９０ｎｍの光の合波・分波を行うＷＤＭカプラから構成されている。したがって、光端局装置１２００および光端局装置１２１０は、送受信器１２０１と送受信器１２１１、送受信器１２０２と送受信器１２１２、送受信器１２０３と送受信器１２１３が対応しており、双方向光伝送路を３つ有した構成となる。

（ＥＤＦＡによる増幅を行う場合の構成）
図１３は、ＥＤＦＡにより信号光の増幅を行う場合の構成を示す図である。図１２に示した光端局装置１２００および光端局装置１２１０の送受信器１２０１および送受信器１２１１に代わりＥＤＦＡ１３００を備えた構成となる。

ＥＤＦＡ１３００は、励起光源１３０１と、合分波器１３０２と、ＥＤＦ１３０３から構成される。励起光源１３０１は、１４８０ｎｍもしくは９８０ｎｍの光を合分波器１３０２経由でＥＤＦ１３０３へ入力する。ＥＤＦ１３０３には、励起光源１３０１からの励起光と合分波器１２０５からのＷＤＭ光を合分波器１３０２で合波を行ったＷＤＭ光（励起光＋信号光）が入力され、信号波を増幅して、伝送路１０４へ出力する。同時に、伝送路１０４からＥＤＦＡ１３００へ入力された送受信相手の信号光も同時に増幅する。すなわち、光端局装置１２００および光端局装置１２１０は、ＥＤＦＡ１３００を備えることで、ポストアンプ（光端局装置からの送信用の信号光を増幅する機能：送信用アンプ）とプリアンプ（送受信相手の光端局装置から受信した信号光を増幅する機能：受信用アンプ）双方の効果を得た双方向光伝送路を３つ有した構成となる。

このように送受信器１２０１は、ＥＤＦＡ１３００のユニットと交換して利用するため、予めＦＤＦＡ１３００による利得帯域（１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍ）以外の波長を信号光に設定しておく。これは、一般的に用いられているＥＤＦＡは、利得帯域が１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光に帯域であり、１４７０ｎｍ〜１４９０ｎｍにかけての帯域の増幅は未だ困難なためである。

（ポストアンプ効果、プリアンプ効果を独立して得るための光端局装置の構成）
図１４−１〜図１４−３は、アンプ効果を独立して行う場合の構成を示す図である。まず、図１４−１を用いて、増幅を行わない場合の光端局装置の構成を説明する。光端局装置１４００は、送受信器１４０１〜送受信器１４０３を備え、送受信器１４０１は内蔵された合分波器１４０４を用い、送受信器１４０２および送受信器１４０３は、合分波器１４０５および合分波器１４０６を用いて信号光の合波・分波を行う。光端局装置１４００の送受信相手となる光端局装置１４１０も、送受信器１４１１〜送受信器１４１３を備え、光端局装置１４００と同様に、送受信器１４１１は、内蔵された合分波器１４０４を用い、送受信器１４１２および送受信器１４１３は、合分波器１４０５および合分波器１４０６を用いて信号光の合波・分波を行う。

各送受信器からの送信用信号波は、合分波器１４０５→合分波器１４０４→合分波器１４０７の順に合波が行われ、伝送路１０４へ出力される。伝送路１０４から入力された信号光は、合分波器１４０７→合分波器１４０６の順で分波が行われ、各送受信器に受信用信号光として受信される。また、送受信器１４０１〜送受信器１４０３および送受信器１４１１〜送受信器１４１３には、送受信器１４０１および送受信器１４１１に図示したように送信用信号光にはＥ／Ｏ部、受信用信号光にはＯ／Ｅ部が設けられている。

各送受信器の光源の種類は以下のように定める。
光端局装置１４００に装備された送受信器
・送受信器１４０１：１４９０ｎｍ（送信用）、１６１０ｎｍ（受信用）
・送受信器１４０２：１５３０ｎｍ（送信用）、１５７０ｎｍ（受信用）
・送受信器１４０３：１５５０ｎｍ（送信用）、１５９０ｎｍ（受信用）
光端局装置１４１０に装備された送受信器
・送受信器１４１１：１６１０ｎｍ（送信用）、１４９０ｎｍ（受信用）
・送受信器１４１２：１５７０ｎｍ（送信用）、１５３０ｎｍ（受信用）
・送受信器１４１３：１５９０ｎｍ（送信用）、１５５０ｎｍ（受信用）

送受信器１４０１に内蔵された合分波器１４０４は、送受信器１４０１からの送信用信号波と、送受信器１４０２および送受信器１４０３からの送信用信号光の合波を行うＷＤＭカプラから構成されている。合分波器１４０５は、送受信器１４０２および送受信器１４０３からの送信用信号波の合波を行うＷＤＭカプラから構成されている。合分波器１４０６は、合分波器１４０７において分波が行われた伝送路１０４からの受信用信号光を送受信器１４０１〜送受信器１４０３の各受信用信号光の分波を行うためのＷＤＭカプラから構成されている。上述のように光端局装置１４００および光端局装置１４１０は、送受信器１４０１と送受信器１４１１、送受信器１４０２と送受信器１４１２、送受信器１４０３と送受信器１４１３が対応しており、双方向光伝送路を３つ有した構成となる。

つぎに図１４−２を用いて、送信用信号波を増幅するポストアンプの効果を独立して行う場合の構成について説明する。図１４−１中の送受信器１４０１および送受信器１４１１をＥＤＦＡ１３００へ交換することで各送受信器から出力された送信用信号光は、一意的にＥＤＦＡ１３００へ入力され、ＥＤＦ１３０３において増幅されることで、ポストアンプの効果を独立して行うことができる。したがって、光端局装置１４００および光端局装置１４１０は、送信用信号光を増幅可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

最後に、図１４−３を用いて、受信用信号光を増幅するプリアンプの効果を独立して行う場合の構成について説明する。ポストアンプ効果を独立させる際と同様、図１４−１中の送受信器１４０１および送受信器１４１１をＥＤＦＡ１３００へ交換する。つぎに、各送受信器からの送信用信号を合分波器１４０５→合分波器１４０８の順で伝送路１０４へ出力させ、伝送路１０４から入力された信号光は、合分波器１４０８→ＥＤＦＡ１３００→合分波器１４０６の順で分波が行われ、各送受信器に受信用信号光として受信される。伝送路１０４からの信号光を独立してＥＤＦＡ１３００へ入力させることで、受信用信号光のみを増幅するプリアンプの効果を独立して行うことができる。したがって、光端局装置１４００および光端局装置１４１０は、受信用信号光を増幅可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

図１２、図１３に示した光端局装置１２００および光端局装置１２１０と、図１４−１〜図１４−３に示した光端局装置１４００および光端局装置１４１０は、異なる仕様を有する別装置として述べたが、光端局装置を構成する送受信器、合分波器および、ＥＤＦＡは、同一のものであるため、配線の再構成が可能な仕様である場合、同一の光端局装置で光端局装置１２００および光端局装置１２１０、光端局装置１４００および光端局装置１４１０双方の機能を実現することも可能である。

（２波長励起法について）
図１５−１は、２波長励起法を行う場合の構成を示す図である。２波長励起法とは、波長の異なる２つの励起光もしくは同波長の２つの励起光の合波を行い、増幅する光増幅法である。光端局装置１２００および光端局装置１２１０は、図１３に示す光端局装置１２００および光端局装置１２１０と同様の構成をとり、ＥＤＦＡは図１３のＥＤＦＡ１３００に代わり、２波長励起法を行うために増幅ユニットＥＤＦＡ１５００が備えられている。

ＥＤＦＡ１５００は、２つの励起光源を有する励起光源１５０１と、励起光の合波を行う光部品１５０２と、励起光と信号光の合波および伝送路１０４からの受信用信号光の分波を行う合分波器１５０３とＥＤＦ１５０４とを備えた構成となる。さらに、励起光源１５０１および光部品１５０２は、増幅の目的に応じ図１５−２の図表に示す様な構成となる。

図１５−２は、２波長と光部品の設定を表す図表である。励起光源の光源波長が１４８０ｎｍ、１４６０ｎｍの異波長が２つの場合、光部品は、ＷＤＭカプラによる合分波器を用いる。しかしＥＤＦの物理的性質から１４６０ｎｍの光は、１４８０ｎｍの光と比較するとＥＤＦの反転分布率が下がり、その結果として１４６０ｎｍの光による増幅は、通常の１５５０ｎｍ帯よりも利得帯域が長波長側へシフトする。したがって、励起光が１４８０ｎｍのみの場合よりも幅広い利得帯域を得ることができ、１６１０ｎｍの光を利得帯域にすることも可能である。

励起光源の光源波長が１４８０ｎｍの同波長が２つの場合または、９８０ｎｍの同波長が２つの場合、光部品は、同波長を単純に重ね合わせることにより合波を行うＰＢＳ（偏波ビームスプリッター）を用いる。２波長が重ね合わさり、励起パワーが増していることに加え、１４８０ｎｍの光の場合は、高利得を得ることができる。９８０ｎｍの場合は、自然放出光による雑音特性が良好であるという特徴をもつ。したがって、伝送距離と波長の品質との関係を考慮して波長と光部品の構成を選択することができる。

（光アイソレータについて）
図１６−１および図１６−２は、ＥＤＦＡの基本構成を示す図である。一般的に光増幅を行うユニットは、図１６−１に示すＥＤＦＡ１６１０のように、光アイソレータ１６１４を備えている。光アイソレータ１６１４を備えることで、励起光源１６１１からの励起光が合分波器１６１２で信号光と合波が行われ、ＥＤＦ１６１３に入力された際に、増幅された信号光が逆流し、信号光が、合分波器１６１２を経由して送受信器に入力することで光源モジュールが破損するような事態を避けることができる。

しかし、図１６−２に示すように送受信器１６２４には、光源のモジュール保護用に光アイソレータが挿入されていること、また、ＥＤＦＡ１６２０での増幅による全利得が他の光学部品（伝送路、合分波器等）との接続点での全反射減衰量を超えなければ発振しないのでＥＤＦＡ１６１０のような光アイソレータ１６１４は不要となる。例として、光学部品の接続点の全反射減衰量が４０ｄＢ以上の場合、２Ｇａｉｎ（ＥＤＦＡでの全利得）≦４０ｄＢ（反射減衰量）でなければ発振しないので、少なくとも利得２０ｄＢ以下で使用する場合は光アイソレータ１６１４を必要としないことを表している。

図１６−３および図１６−４は、合分波器の内部構成を示す図である。ＥＤＦＡの利得と反射減衰量の関係から光アイソレータが必要であって、送受信器の光源ユニットに光アイソレータが備えられていない場合でも、図１６−３および図１６−４に示すように、合分波器１６３０，１６４０を構成するＷＤＭカプラ１６３１〜１６３４，１６４１〜１６４４内にアイソレータを備えることで光源モジュールの破損を防ぐことができる。

図１３に示した光端局装置１２００および光端局装置１２１０を例にして説明すると、光端局装置１２００内の合分波器１２０５は、図１６−３の合分波器１６３０、光端局装置１２１０内の合分波器１２１５は、図１６−４の合分波器１６４０に対応する。光端局装置１２００の送信用信号光の合波を行うためのＷＤＭカプラ１６３１およびＷＤＭカプラ１６３３内に光アイソレータが備えられ、光端局装置１２１０の送信用信号光の合波を行うためのＷＤＭカプラ１６４２およびＷＤＭカプラ１６４４内に光アイソレータが備えられていることになる。

以上説明したように、光アイソレータは、ＥＤＦＡの利得と光部品の反射減衰量との関係で、用いるか否かを定めることができ、光アイソレータの装備が必要な場合であっても装備箇所は、光端局装置の設計やコストの面から柔軟に対応して定めることができる。

（励起光源制御について）
図１７−１および図１７−２は、励起光源制御を行う場合の光端局装置を示す図である。光端局装置の励起光源制御を行う方法としては、監視制御信号ユニットを備えて監視制御信号により励起光源制御を行う場合と、監視制御信号ユニットを用いることなく制御部のみで励起光源制御を行う場合とがある。

まず、図１７−１を用いて、監視制御信号ユニットを備えて監視制御信号により励起光源制御を行う場合を説明する。光端局装置１２００および光端局装置１２１０は、図１３に示した光端局装置１２００および光端局装置１２１０に制御部１７００ａ、監視制御信号ユニット１７０１ａ（光端局装置１２００内）と制御部１７００ｂ、監視制御信号ユニット１７０１ｂ（光端局装置１２１０内）と、信号分離フィルタ１７０２を加えた構成となる。監視制御信号ユニット１７０１ａ，１７０１ｂは、それぞれＥ／Ｏ部と、Ｏ／Ｅ部と、合分波器を備えている。

光端局装置１２００の制御部１７００ａは、以下に示すように接続され、各情報の送受信を行っている。
Ｓ１：制御部１７００ａ→ＥＤＦＡ１３００（励起光の制御情報）
Ｓ２：送受信器１２０２→制御部１７００ａ（送受信器１２０２の受信レベル情報）
Ｓ３：送受信器１２０３→制御部１７００ａ（送受信器１２０３の受信レベル情報）
Ｓ４：制御部１７００ａ→監視制御信号ユニット１７０１ａ（送受信器１２０２および送受信器１２０３の受信レベル情報）
Ｓ５：監視制御信号ユニット１７０１ａ→制御部１７００ａ（送受信器１２１２および送受信器１２１３の受信レベル情報）

光端局装置１２１０の制御部１７００ｂは、以下に示すように接続され、各情報の送受を行っている。
Ｓ６：制御部１７００ｂ→ＥＤＦＡ１３００（励起光の制御情報）
Ｓ７：送受信器１２１２→制御部１７００ｂ（送受信器１２１２の受信レベル情報）
Ｓ８：送受信器１２１３→制御部１７００ｂ（送受信器１２１３の受信レベル情報）
Ｓ９：制御部１７００ｂ→監視制御信号ユニット１７０１ｂ（送受信器１２１２および送受信器１２１３の受信レベル情報）
Ｓ１０：監視制御信号ユニット１７０１ｂ→制御部１７００ｂ（送受信器１２０２および送受信器１２０３の受信レベル情報）

Ｓ４の送受信器１２０２および送受信器１２０３の受信レベル情報は、監視制御信号ユニット１７０１ａから信号分離フィルタ１７０２へ送られ、信号光と合波が行われる。合波は、伝送路１０４を経由して光端局装置１２１０の信号分離フィルタ１７０２で分波が行われ、監視制御信号ユニット１７０１ｂで受信される。同様にＳ９の送受信器１２１２および送受信器１２１３の受信レベル情報も、光端局装置１２００の監視制御信号ユニット１７０１ａで受信される。各制御部は、受信した情報を基に対応する送受信器間の送受信レベル差が生じないようにＥＤＦＡ１３００内の励起光源の出力を調整することができる。なお、励起光の制御内容は、前述した励起光源制御（図１１参照）と同じであり説明を省略する。制御部１７００ａおよび制御部１７００ｂは、送信用信号光を増幅するポストアンプ機能の制御を行う。

つぎに、図１７−２を用いて、監視制御信号ユニットを用いることなく制御部のみで励起光源制御を行う場合について説明する。光端局装置１２００および光端局装置１２１０は、図１７−１から監視制御信号ユニット１７０１と、信号分離フィルタ１７０２を除いた構成となる。制御部１７００（１７００ａ、１７００ｂ）からの接続と送受信される情報は、図１７−１に示したＳ１〜Ｓ３およびＳ６〜Ｓ８である。

監視制御信号ユニット１７０１を用いることなく制御部１７００（１７００ａ、１７００ｂ）のみで励起光源制御を行う場合は、自装置内の送受信器の受信レベル情報を基に同一光端局装置内の送受信器の受信レベル差が生じないようにＥＤＦＡ１３００の励起光源の出力を調整する。制御部１７００ａおよび制御部１７００ｂは、受信用信号光を増幅するプリアンプ機能の制御を行う。

以上説明したように、実施の形態２にかかる光端局装置によれば、従来の光端局装置の内部にＥＤＦＡのユニットを実装可能な構成にすることで、新たな増幅器を外部に装備する手間やコスト、大掛かりな追加ユニットによる光端局装置の大型化を防ぐことができる。

（実施の形態３）
図１８は、実施の形態３にかかる光端局装置の基本構成を示す図である。光端局装置１８００は、送受信器１２０１と、送受信器１２０２と、送受信器１２０３と、合分波器１２０５から構成される。送受信器１２０１は、合分波器を内蔵しており、ＥＤＦＡのユニットと交換が可能である。送受信器１２０２および送受信器１２０３は、合分波器１２０５により合波・分波が行われる。

光端局装置１８１０も同様に、送受信器１２１１と、送受信器１２１２と、送受信器１２１３と、合分波器１２１５から構成され、送受信器１２１１は、合分波器を内蔵し、ＥＤＦＡのユニットへ交換が可能であり、送受信器１２１２および送受信器１２１３は、合分波器１２１５により合波・分波が行われる。また、送受信器１２０１〜送受信器１２０３および送受信器１２１１〜送受信器１２１３には、送受信器１２０１および送受信器１２１１で図示したように送出用信号を送出用信号光に変換するＥ／Ｏ部１２０６と、受信用信号光を受信用信号に変換するＯ／Ｅ部１２０７が備えられている。

各送受信器の光源の種類は以下のように定める。
光端局装置１８００に装備された送受信器
・送受信器１２０１：１４７０ｎｍ（送信用）、１４９０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２０２：１５３０ｎｍ（送信用）、１５５０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２０３：１５７０ｎｍ（送信用）、１５９０ｎｍ（受信用）
光端局装置１８１０に装備された送受信器
・送受信器１２１１：１４９０ｎｍ（送信用）、１４７０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２１２：１５５０ｎｍ（送信用）、１５３０ｎｍ（受信用）
・送受信器１２１３：１５９０ｎｍ（送信用）、１５７０ｎｍ（受信用）

送受信器１２０１および送受信器１２１１に内蔵された合分波器は、１４７０ｎｍの光と１４９０ｎｍの光の合波・分波を行うＷＤＭカプラから構成され、合分波器１２０５および１２１５は、１５３０ｎｍの光と、１５５０ｎｍの光と、１５７０ｎｍの光と、１５９０ｎｍの光の合波・分波を行うＷＤＭカプラから構成されている。したがって、光端局装置１８００および光端局装置１８１０は、送受信器１２０１と送受信器１２１１、送受信器１２０２と送受信器１２１２、送受信器１２０３と送受信器１２１３が対応しており、双方向光伝送路を３つ有した構成となる。

図１９は、ＥＤＦＡおよびラマン増幅による光増幅を行う場合の構成を示す図である。図１８に示した光端局装置１８００の送受信器１２０１と光端局装置１８１０の送受信器１２１１をＥＤＦＡ１９００に交換することで実施の形態２において説明したＥＤＦＡによる増幅と同時にラマン増幅を行うことができる。

ＥＤＦＡ１９００は、ＥＤＦ１９０１と、１４８０ｎｍの光を励起光としてＥＤＦ１９０１に入力する励起光源１９０２と、励起光と信号光の合波・分波を行う合分波器１９０３とを備えた構造となっている。１４８０ｎｍの励起光を用いて、ＥＤＦ１９０１で誘導放出を起こし、１５５０ｎｍ帯の光に対する増幅が行われる。また、ＥＤＦ１９０１に吸収されずに残った励起光（残留励起光）が伝送路１０４に送出されることにより、１５８０ｎｍの光を最大利得帯域とするラマン増幅が行われる。これにより、図１９の構成によれば、ＥＤＦＡおよびラマン増幅を同時に行うことができる。そして、光端局装置１８００および光端局装置１８１０は、双方向の信号光に対して増幅可能な双方向光伝送路を２つ有した構成となる。

また、励起光の波長を選択することでラマン増幅を発生させる波長の選択が可能となる。ただし、１４８０ｎｍおよび９８０ｎｍ以外の励起光を用いる場合は、ＥＤＦ１９０１の反転分布率の変化を考慮する必要がある。

以上説明したように、実施の形態３にかかる光端局装置によれば、光端局装置内にＥＤＦＡのユニットを備えるだけで、信号光をＥＤＦＡおよびラマン増幅することができ、信号光の波長をＥＤＦＡの利得帯域とラマン増幅の利得帯域が重複するよう設定を行うことで、大掛かりな外部増幅器を設けることなく、大幅な伝送距離の伸長効果をもたらすことができる。

（付記１）所定の波長の信号光を送受信する複数の信号光ユニットと、
送出される信号光をラマン増幅するための所定波長の励起光を送出する一つあるいは複数の励起光ユニットと、
一端が光伝送路に接続され、他端が前記信号光ユニットおよび前記励起光ユニットに接続され、前記信号光ユニットが送受信する信号光と、励起光ユニットが送出する励起光とを合分波する合分波器と、
を備えたことを特徴とする光端局装置。

（付記２）前記合分波器は、前記信号光ユニットあるいは前記励起光ユニットが接続される複数の入出力ポートと、当該入出力ポートごとに所定の帯域分離フィルタとを備え、合分波可能な波長帯域を有するＷＤＭカプラであることを特徴とする付記１に記載の光端局装置。

（付記３）予め前記信号光ユニットあるいは前記励起光ユニットが装着される所定数の装着スロットを備え、
前記装着スロットに対して、前記信号光ユニットと、当該信号光ユニットに代えて所定数の前記励起光ユニットを装着自在なことを特徴とする付記１または２に記載の光端局装置。

（付記４）前記励起光ユニットの励起光の波長は、前記合分波器が合分波可能な波長帯域のうち短波長側に設定されたことを特徴とする付記２または３に記載の光端局装置。

（付記５）前記励起光ユニットの励起光の波長の数は、複数の前記信号光ユニットの複数の信号光の波長の数と同数となるよう設定されたことを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記６）前記励起光ユニットの励起光の波長は、複数の前記信号光ユニットの複数の信号光をまとめてラマン増幅可能な波長に設定されたことを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記７）前記励起光ユニットは、ラマン増幅の対象となる信号光を前方励起することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記８）前記励起光ユニットは、ラマン増幅の対象となる信号光を後方励起することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記９）前記励起光ユニットは、ラマン増幅の対象となる信号光を双方向励起することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記１０）前記合分波器と、前記光伝送路との間に増幅用光ファイバを設けたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記１１）前記合分波器が合分波可能な波長帯域が１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍであり、所定波長間隔で複数の信号光を送受信する設定であり、
前記励起光ユニットは前記合分波可能な波長帯域内において短波長側の複数の波長を励起光として用い、前記信号光ユニットは長波長側の複数の波長を信号光として用い、前記励起光と前記信号光は１００ｎｍの波長間隔を有することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記１２）前記合分波器は、前記伝送路を介して相手側の光端局装置から受信した監視制御用信号光を分波するフィルタを備え、
前記監視制御用信号光に基づいて前記相手側の光端局装置における信号光の受信レベル情報を取得する監視制御信号光ユニットと、
前記受信レベル情報に基づいて、前記送受信ユニットが送信する信号光の送信レベルを制御する制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の光端局装置。

（付記１３）前記制御手段は、前記受信レベル情報に基づいて、前記励起光を送出する励起光ユニットに対する温度制御を行い前記信号光の送信レベルを制御することを特徴とする付記１２に記載の光端局装置。

（付記１４）所定の波長の信号光を送受信する複数の信号光ユニットと、
ＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ）と、当該ＥＤＦに対して所定波長の励起光を入力する励起光源と、前記ＥＤＦと前記励起光源の間に設けられ、励起光と信号光の合分波を行う合分波器と、を有するＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）ユニットと、
一端が前記ＥＤＦＡユニットの前記合分波器に接続され、他端が複数の前記信号光ユニットに接続され、複数の前記信号光ユニットが送受信する信号光を合分波する合分波器と、
を備えたことを特徴とする光端局装置。

（付記１５）前記ＥＤＦＡに設けられる前記励起光源の波長は、前記信号光ユニットが送受信する信号光の波長に対応した波長に設定されたことを特徴とする付記１４に記載の光端局装置。

以上のように、本発明にかかる光端局装置は、光伝送路整備の際のコストを抑え、大掛かりな設備投資を不要として信号光の増幅を行うことができ、特に、ＣＷＤＭ光伝送システム等の光伝送システムに適している。

実施の形態１にかかる光端局装置の基本構成を示す図である。 シングルモード光ファイバの損失の波長特性を表すグラフである。 合分波器の内部構造を示す図である。 合分波器で行われる分波を示す図である。 ラマン増幅で行われる励起の種類を示す図である。 ラマン増幅で行われる励起の種類を示す図である。 ラマン増幅で行われる励起の種類を示す図である。 ラマン増幅用の励起光源ユニットを接続しない構成を示す図である。 ラマン増幅用励起光源ユニットの第１の接続構成を示す図である。 ラマン増幅用励起光源ユニットの第２の接続構成を示す図である。 ラマン増幅用励起光源ユニットの第３の接続構成を示す図である。 ラマン増幅用励起光源ユニットの第４の接続構成を示す図である。 ラマン増幅における励起光の波長と利得の関係を表したグラフである。 増幅用光ファイバを実装した光端局装置を示す図である。 励起光源制御を行う場合の光端局装置を示す図である。 実施の形態２にかかる光端局装置の構成を示す図である。 ＥＤＦＡにより信号光の増幅を行う場合の構成を示す図である。 アンプ効果を独立して行う場合の構成を示す図である。 アンプ効果を独立して行う場合の構成を示す図である。 アンプ効果を独立して行う場合の構成を示す図である。 ２波長励起法を行う場合の構成を示す図である。 ２波長と光部品の設定を表す図表である。 ＥＤＦＡの基本構成を示す図である。 ＥＤＦＡの基本構成を示す図である。 合分波器の内部構成を示す図である。 合分波器の内部構成を示す図である。 励起光源制御を行う場合の光端局装置を示す図である。 励起光源制御を行う場合の光端局装置を示す図である。 実施の形態３にかかる光端局装置の基本構成を示す図である。 ＥＤＦＡおよびラマン増幅による光増幅を行う場合の構成を示す図である。 ＤＷＤＭ光伝送でラマン増幅を行う構成を表した図である。

符号の説明

１００、５００、５１０、９００、９１０、１０００、１０１０、１１００、１１１０、１２００、１２１０、１４００、１４１０、１８００、１８１０ 光端局装置
１０１、５０１〜５０４、５１１〜５１４、９０２〜９０７、１２０１〜１２０３、１２１１〜１２１３、１４０１〜１４０３、１４１１〜１４１３、１２１１〜１２１３ 送受信器
１０２、６０１〜６０４、８０１、８０２、９０１、１３０１、１９０２ 励起光源
１０３、１１０３、１２０４、１２０５、１２１５、１３０２、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１９０３ 合分波器
１０４ 伝送路
１００１ 増幅用光ファイバ
１１０１、１７００ａ、１７００ｂ 制御部
１１０２ａ、１１０２ｂ 監視制御信号光ユニット
１２０６ Ｅ／Ｏ部
１２０７ Ｏ／Ｅ部
１３００、１９００ ＥＤＦＡ
１７０１ａ、１７０１ｂ 監視制御信号ユニット
１７０２ 信号分離フィルタ
１９０１ ＥＤＦ
２０００ 光伝送装置

Claims (3)

1. 所定の波長の信号光を送受信する複数の信号光ユニットと、
   送出される信号光をラマン増幅するための所定波長の励起光を送出する一つあるいは複数の励起光ユニットと、
   一端が光伝送路に接続され、他端が前記信号光ユニットおよび前記励起光ユニットに接続され、前記信号光ユニットが送受信する信号光と、励起光ユニットから供給される励起光とを合分波する合分波器とを備え、
   前記合分波器は、前記信号光ユニットあるいは前記励起光ユニットが接続される複数の入出力ポートと、当該入出力ポートごとに所定の帯域分離フィルタとを備え、合分波可能な波長帯域を有するＷＤＭカプラであり、
   予め前記信号光ユニットあるいは前記励起光ユニットが装着される所定数の装着スロットを備え、
   前記装着スロットに対して、前記信号光ユニットと、当該信号光ユニットに代えて所定数の前記励起光ユニットを装着自在なことを特徴とする光端局装置。
2. 前記励起光ユニットの励起光の波長は、前記合分波器が合分波可能な波長帯域のうち短波長側に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の光端局装置。
3. 前記励起光ユニットの励起光の波長の数は、複数の前記信号光ユニットの複数の信号光の波長の数と同数となるよう設定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光端局装置。
   

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