JP4601676B2 - 分布ラマン増幅を用いた波長多重光通信システム - Google Patents

Description

本発明は、波長多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）信号光を伝送路を介して送受信する光通信システムに関し、特に、伝送路に励起光を与えてＷＤＭ信号光を分布ラマン増幅する機能を備えたＷＤＭ光通信システムに関する。

近年の通信トラフィック増加を背景として、光通信伝送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ノードのみならず、最近では地域網についても光通信伝送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。

上記のような光通信システムでは、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器（Erbium Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ）等のＷＤＭ用光増幅器を伝送路上の中継区間（スパン）ごとに備えることにより、低コストで高い信頼性を確保しながら大容量かつ長距離の伝送を実現可能な光増幅中継方式のＷＤＭ光通信システムが主流である。

上記のようなＷＤＭ光通信システムにおいて、伝送路長が長いなどの要因により中継損失が大きくなるような条件下では、光増幅器への信号光の入力レベルが小さくなるため、信号光パワーと雑音光パワーの比を示す光ＳＮ比（Optical Signal-to-Noise Ratio：ＯＳＮＲ）が劣化し、ＷＤＭ信号光の伝送特性が劣化する可能性がある。これを回避する１つの手段として、伝送路に励起光を注入し、誘導ラマン散乱の効果による増幅作用を利用することにより、中継損失の補償を可能にする、分布ラマン増幅（Distributed Raman Amplification：ＤＲＡ）技術の適用が有効である。分布ラマン増幅が用いられたシステムでは、伝送路を伝搬してＥＤＦＡ等の光増幅器へ入力される信号光のレベルが増加するので、光ＳＮ比が増加して伝送特性が改善され、ＷＤＭ信号光を伝送できる中継スパン数が増えることになる。このため、分布ラマン増幅器は、長距離伝送を実現する有効な手段として既に実用化に至っている。

図９は、一般的な分布ラマン増幅を用いたＷＤＭ光通信システムの一例であり、ここでは、送信部（Ｔｘ）１０１および受信部（Ｒｘ）１０２が伝送路１０３を介して接続され、該伝送路１０３上に所要の間隔でＥＤＦＡ等の光増幅器１０４が配置されており、さらに、各中継区間の伝送路１０３に励起光を注入するためのラマン励起光源（ＰｕｍｐＬＤ）１０５が設けられている。このようなシステム構成によれば、各ラマン励起光源１０５からの励起光によって、各中継区間の伝送路１０３上でＷＤＭ信号光が分布ラマン増幅されて損失が補償されることにより、受信部１０２に到達するＷＤＭ信号光の伝送特性が改善される。

ところで、分布ラマン増幅については、ラマン利得の波長依存性により増幅後の出力光レベルに波長特性が生じることが知られている。この分布ラマン増幅における出力波長特性は、上記図９に示したようなＷＤＭ光通信システムでは、各中継区間の光増幅器１０４（インラインアンプ）で波長間のレベル偏差が拡大されながら累積することになる。このため、図９下段の（Ａ）〜（Ｃ）に模式的に示したように、受信部１０２における波長間のレベル偏差がかなり大きくなる可能性があり、伝送特性の劣化（例えば、非線形現象の発生、ＯＳＮＲ劣化、受信機への入力範囲超過など）が問題となる。

上記のような分布ラマン増幅の利得波長特性に起因した伝送特性劣化を抑えるために、例えば下記の特許文献１においては、図１０に示すように分布ラマン増幅の利得波長特性に対応した固定の損失波長特性を有する光フィルタ（ＧＥＱ）１０６を中継区間ごとに挿入して、分布ラマン増幅後のＷＤＭ信号光の波長特性を補償する技術が提案されている。

しかし、分布ラマン増幅後のＷＤＭ信号光の出力波長特性は、伝送路の種類、ＷＤＭ信号光の波長数およびラマン利得の設定などのシステム条件に応じて変化するため、各光フィルタ１０６の固定の損失波長特性と各々で補償すべき出力波長特性とのずれ分が残留波長特性となり、それがインラインアンプなどによる光増幅中継を経て累積し、伝送特性劣化を招くという課題がある。

ここで、上記のようなシステム条件に応じて出力波長特性が変化する理由について簡単に説明すると、伝送路は、その種類によって組成（材料）が異なるため損失波長特性が異なり、当該伝送路を増幅媒体として分布ラマン増幅された光の出力波長特性も伝送路の種類によって変化する。また、ＷＤＭ信号光が伝送路に入力すると、短波長側から長波長側へパワーが移る物理現象であるラマン効果によって、長波長側の信号光パワーが大きくなり、伝送路を伝搬したＷＤＭ信号光の出力波長特性にチルトが生じる。上記のラマン効果は、ＷＤＭ信号光の波長数が多いほど短波長側から長波長側へシフトするパワーも大きくなるため、伝送光の出力波長特性にも大きなチルトが生じる。また、ラマン効果の効率は、伝送路の種類によって有効コア面積が異なることでも変わるため、伝送路の種類によってラマン効果によるチルトの大きさも異なるようになる。

上記のようなシステム条件の変化による伝送特性劣化を低減し得る従来技術としては、例えば下記の特許文献２，３において、分布ラマン増幅されたＷＤＭ信号光の波長特性を光スペクトルアナライザなどを用いてモニタし、その出力波長特性が小さくなるように、複数の波長のラマン増幅用励起光の各パワーを調整する技術が提案されている。

また、例えば下記の特許文献４においては、システム条件に応じて発生する残留波長特性をキャンセルすることが可能な励起光パワー比率に関する設計値情報を事前にデータベース化しておき、実際のシステム条件に整合する励起光パワー比率の設計値をデータベースの中から抽出し、制御演算に取り入れる技術が提案されている。
特開２００２−７６４８２号公報 特開２００１−７７６８号公報 特開２００２−７６４８２号公報 特開２００６−１８９４６５号公報

しかし、上記のような出力波長特性をモニタして励起光パワーの調整を行う従来技術については、光スペクトルアナライザなどの高価なモニタ手段を設けることが必要であり構成が複雑化するため、装置コストの上昇や実装スペースなどの課題がある。また、モニタした出力波長特性に応じた各波長の励起光パワーの調整も非常に複雑な制御が必要になるため、その実現性にも課題がある。

また、システム条件に対応した励起光パワー比率の設計値情報をデータベース化しておく従来技術については、高精度の制御を実現するために多様なシステム条件に対応した膨大なデータを保有しておかねばならない。例えば、要求される精度に応じて伝送路の損失（スパンロス）を細分化し、各々のスパンロスごとに信号波長数、ラマン利得等の条件に対応した励起光パワー比率を設定して、それをデータベース化することが必要になる。しかしながら、そのような膨大なデータベースを構築するのは容易なことではなく、仮に実現できたとしても、当該データベースの中から実際のシステム条件に適した設計値を選ぶというプロセスが必要になり、制御の高速性が問題となる。すなわち、必要最小限度のデータベースを用いて如何にして好ましい励起光パワー比率を特定できるかが課題である。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、分布ラマン増幅を用いたＷＤＭ光通信システムについて、伝送路の種類の違い等に起因した伝送特性劣化を簡略な構成かつ容易な制御により低減できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本ＷＤＭ光通信システムの一態様は、伝送路の一端に接続され、該伝送路にＷＤＭ信号光を送信する第１の光伝送装置と、前記伝送路の他端に接続され、該伝送路を伝搬して分布ラマン増幅されたＷＤＭ信号光を受信する第２の光伝送装置と、を備えたシステム構成において、前記ＷＤＭ信号光とは波長の異なる複数の光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信し、該複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーをそれぞれモニタするモニタ手段と、前記モニタ手段でモニタされた前記複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーの各値を用いて、前記複数の光に対応した各波長における伝送路損失を計算し、該計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算手段と、前記伝送路を伝搬するＷＤＭ信号光を分布ラマン増幅するための励起光を前記伝送路に供給する励起光供給手段と、前記演算手段で特定された前記伝送路の種類に応じて、前記伝送路の他端から出力される分布ラマン増幅されたＷＤＭ信号光の出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、前記励起光供給手段を制御する制御手段と、を備えるようにしたものである。

このようなＷＤＭ光通信システムでは、ＷＤＭ信号光とは波長の異なる複数の光が第１、２の光伝送装置の間で送受信され、各光の伝送路入出力パワーがモニタ手段によってモニタされた後、そのモニタ値を用いて各々の波長における伝送路損失が演算手段によって計算され、さらに、その計算結果より伝送路の損失波長特性を推定することで伝送路の種類が特性される。そして、特定された伝送路の種類に応じて、励起光供給手段から伝送路に与えられる励起光の最適化が励起光制御手段により行われる。

上記のような本ＷＤＭ光通信システムによれば、第１、２の光伝送装置間に実際に接続されている伝送路の種類を簡単なモニタ構成と演算処理により特定することができ、その伝送路の種類に自動的に対応して、分布ラマン増幅後のＷＤＭ信号光の出力波長特性を目標の出力波長特性とすることができるため、伝送路の種類の違いに起因した伝送特性劣化を容易に低減することが可能である。

なお、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面に関連する実施態様についての次の説明で明白になるであろう。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明による分布ラマン増幅を用いたＷＤＭ光通信システムの一実施形態における一中継区間の構成を示すブロック図である。

図１において、伝送路１の両端に接続されている光伝送装置２Ａ，２Ｂは、例えば上述の図１０に示したようなＷＤＭ光通信システムの端局または中継局の一構成要素として具備されるものである。ここでは、ある１つの中継区間について伝送路１の送信端に接続される第１の光伝送装置２Ａの要部構成、および、伝送路１の受信端に接続される第２の光伝送装置２Ｂの要部構成が図１に示されている。なお、上記ＷＤＭ光通信システムの他の中継区間についても図１と同様の装置構成が適用されているものとする。

具体的に、送信側の光伝送装置２Ａは、例えば、光増幅器１１および主信号光入力モニタ１３と、励起光出力モニタ２３と、利得参照光送信器３１および利得参照光入力モニタ３３と、監視信号光（Optical Supervisory Channel：ＯＳＣ）送信器４１およびＯＳＣ入力モニタ４３と、を備えている。また、受信側の光伝送装置２Ｂは、例えば、光増幅器１２および主信号光出力モニタ１４と、ラマン励起光源２１および励起光入力モニタ２２と、利得参照光受信器３２および利得参照光出力モニタ３４と、ＯＳＣ受信器４２およびＯＳＣ出力モニタ４４と、演算回路５１および励起光制御回路５２と、を備えている。

各光伝送装置２Ａ，２Ｂ間を接続する伝送路１としては、光通信に利用される各種光ファイバ（例えば、１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（Single-Mode Fiber：ＳＭＦ）や、分散シフトファイバ（Dispersion Shifted Fiber：ＤＳＦ）など）が適用され得る。後述するように、伝送路１に適用される光ファイバの種類が異なると、その種類に応じて異なる損失波長特性を伝送路１が持つことになる。

各光伝送装置２Ａ，２Ｂ内の光増幅器１１，１２は、波長の異なる複数の光信号が波長多重されたＷＤＭ信号光（以下、主信号光と呼ぶ）Ｌｓを所望のレベルまで増幅するインラインアンプである。ここでは、主信号光Ｌｓの波長帯域として、例えばＣ−バンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）が設定されている場合を想定する。該Ｃ−バンドの主信号光Ｌｓに対応した光増幅器１１，１２としては、ＥＤＦＡ等の公知の光アンプが使用可能である。なお、本発明における主信号光の波長帯域は、上記のＣ−バンドに限定されるものではなく、Ｃ−バンド以外の公知の信号波長帯域についても本発明は有効であり、当該信号波長帯域に対応した光アンプを適宜使用して光増幅器１１，１２を実現することが可能である。

上記の光増幅器１１から出力される主信号光Ｌｓは、伝送路１の送信端に入力されると共に、その一部がモニタ光Ｌｓｍとして分岐されて主信号光入力モニタ１３に与えられる。主信号光入力モニタ１３は、モニタ光Ｌｓｍのパワーを測定することにより、伝送路１に入力される主信号光Ｌｓのパワーをモニタし、該モニタ結果をＯＳＣ送信器４１に出力する。受信側の光伝送装置２Ｂ内に設けられた主信号光出力モニタ１４は、伝送路１の受信端から出力され光増幅器１２に送られる主信号光Ｌｓの一部をモニタ光Ｌｓｍとして分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１から出力される主信号光Ｌｓのパワーをモニタする。上記の主信号光入力モニタ１３若しくは主信号光出力モニタ１４に与えられる光について、主信号のモニタ光Ｌｓｍ以外の光（後述するＯＳＣ光や利得参照光）が含まれる場合には、主信号光Ｌｓの波長帯域に対応した透過帯を有する光フィルタをモニタの前段に挿入して、不要な光がモニタに入力されないようにするのがよい。

なお、主信号光入力モニタ１３および主信号光出力モニタ１４は、後述する伝送路損失の測定に関して直接使用されるものではないが、ラマン増幅器の利得制御若しくは出力制御に必要なモニタであるため記している。

受信側の光伝送装置２Ｂ内に設けられたラマン励起光源２１は、波長の異なる複数の励起光を発生することが可能であり、該各励起光を合波した光（以下、励起光Ｌｐと総称する）を伝送路１に受信端側から供給する。各励起光の波長は、主信号光Ｌｓの波長帯域に応じて予め決められており、各励起光のパワー比およびトータルパワーが、後述するシステム条件に応じて励起光制御回路５２により制御されるものとする。なお、以下では、励起光Ｌｐが１４３０ｎｍの波長を有するものとして説明を行う。励起光入力モニタ２２は、ラマン励起光源２１から出力される励起光Ｌｐの一部を分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１に入力される励起光Ｌｐのパワーをモニタし、該モニタ結果を演算回路５１に出力する。送信側の光伝送装置２Ａ内に設けられた励起光出力モニタ２３は、伝送路１に受信端側から入力され主信号光Ｌｓとは逆方向に伝搬して送信端側から出力される励起光Ｌｐを取り出してそのパワーをモニタし、該モニタ結果をＯＳＣ送信器４１に出力する。

図２は、上記の励起光入力モニタ２２および励起光出力モニタ２３の具体的な構成の一例を示す図である。図２の構成例では、ラマン励起光源２１の出力端に分岐カプラ２２Ａが挿入され、該分岐カプラ２２Ａの分岐ポートに励起光モニタ用ＰＤ２２Ｂを接続することで励起光入力モニタ２２が構成されている。一方、励起光出力モニタ２３については、送信側の光伝送装置２Ａ内に設けられている主信号光入力モニタ１３の構成要素である分岐カプラ１３Ａを利用し、該分岐カプラ１３Ａの未使用ポートに励起光モニタ用ＰＤ２３Ａを接続することで、主信号光Ｌｓとは逆方向に伝搬する励起光Ｌｐの出力パワーをモニタするようにしている。すなわち、分岐カプラ１３Ａは、ファイバ型の構成で２対２のポートを有しており、図２で左上に位置するポートより主信号光Ｌｓが入力され、該主信号光Ｌｓが所要の分岐比で２つに分岐されて、その一方が右上のポートから伝送路１に出力されると共に、他方が右下のポートから主信号光モニタ用ＰＤ１３Ｂに出力される。また、伝送路１を主信号光Ｌｓとは逆方向に伝搬した励起光Ｌｐは、分岐カプラ１３Ａの右上のポートより入力され、その一部が左下のポートから励起光モニタ用ＰＤ２３Ａに出力される。ことのき、励起光モニタ用ＰＤ２３Ａが接続された分岐カプラ１３Ａの左下のポートから出力される光には、左上のポートに入力される主信号光Ｌｓの漏れ光も含まれることになるが、分岐カプラの一般的な特性として上記漏れ光のパワーは無視できる程小さい（例えば、ダイレクティビティが４０ｄＢ等）ので、主信号光Ｌｓと切り分けられた逆方向の光パワーを励起光モニタ用ＰＤ２３Ａでモニタすることができる。

ただし、伝送路１におけるラマン増幅の際に発生する雑音光のうちで主信号光とは逆方向に伝搬する成分（ラマン逆方向雑音光）のパワーが大きい場合には、そのラマン逆方向雑音光も分岐カプラ１３Ａを介して励起光モニタ用ＰＤ２３Ａに入力されてモニタ誤差になり得る。このような場合には、例えば図３に示すように、分岐カプラ１３Ａと励起光モニタ用ＰＤ２３Ａの間に光フィルタ２３Ｂを挿入し、該光フィルタ２３Ｂでラマン逆方向雑音光を除去するようにするのが好ましい。図４の上段は、上記光フィルタ２３Ｂの透過波長特性の一例を示しており、下段は、励起光波長に対するラマン逆方向雑音光の発生帯域を模式的に示している。

送信側の光伝送装置２Ａ（図１）内に設けられた利得参照光送信器３１は、伝送路１における分布ラマン増幅の利得を検出して利得一定制御を行うための利得参照光Ｌｒｅｆとして、主信号光Ｌｓの波長帯域外に波長が設定された所要パワーの光を発生し、該利得参照光Ｌｒｅｆを伝送路１に送信端側から与えるものである。また、受信側の光伝送装置２Ｂ内に設けられた利得参照光受信器３２は、伝送路１を伝搬した利得参照光Ｌｒｅｆを受信し、利得参照光Ｌｒｅｆのレベルを基に伝送路１でのラマン利得を検出し、該検出結果を励起光制御回路５２に出力する。なお、上記のような利得参照光を用いてラマン利得の一定制御を行う技術に関しては、例えば、特開２００４−１９３６４０号公報や本出願人の先願である特願２００７−３２１７７５号に記載されており、当該技術を本発明でも利用する。ここでは、利得参照光Ｌｒｅｆの波長として、例えばＣ−バンドの長波長側帯域外に位置する１６１０ｎｍを想定する。ただし、本発明における利得参照光Ｌｒｅｆの波長は上記の一例に限定されるものではない。

上記利得参照光送信器３１の後段に配置された利得参照光入力モニタ３３は、利得参照光送信器３１から出力される利得参照光Ｌｒｅｆの一部を分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１に入力される利得参照光Ｌｒｅｆのパワーをモニタし、該モニタ結果をＯＳＣ送信器４１に出力する。また、上記利得参照光受信器３２の前段に配置された利得参照光出力モニタ３４は、利得参照光受信器３２で受信される利得参照光Ｌｒｅｆの一部を分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１から出力される利得参照光Ｌｒｅｆのパワーをモニタし、該モニタ結果を演算回路５１に出力する。

なお、ここでは利得参照光受信器３２とは別に利得参照光出力モニタ３４を設けて利得参照光Ｌｒｅｆの出力パワーをモニタするようにしたが、利得参照光受信器３２が、ラマン利得を検出する際にモニタした利得参照光Ｌｒｅｆの出力パワーを外部出力することが可能であれば、当該出力を演算回路５１に与えるようにすることにより、利得参照光出力モニタ３４を省略することも可能である。

送信側の光伝送装置２Ａ内に設けられたＯＳＣ送信器４１は、システムの運用情報を下流の中継局若しくは端局に伝達するためのＯＳＣ光Ｌｏｓｃを発生し、該ＯＳＣ光Ｌｏｓｃを伝送路１に送信端側から与えるものである。このＯＳＣ光Ｌｏｓｃは、主信号光Ｌｓの波長数や伝送路１への主信号光Ｌｓの送信パワーなどの一般的なシステム運用情報に加えて、励起光出力モニタ２３、利得参照光入力モニタ３３およびＯＳＣ入力モニタ４３の各モニタ結果を含んでいる。また、受信側の光伝送装置２Ｂ内に設けられたＯＳＣ受信器４２は、伝送路１を伝搬したＯＳＣ光Ｌｏｓｃを受信し、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃに含まれるシステム運用情報を励起光制御回路５２に出力すると共に、送信側の励起光出力モニタ２３、利得参照光入力モニタ３３およびＯＳＣ入力モニタ４３の各モニタ結果を演算回路５１に出力する。ここでは、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃの波長として、例えばＣ−バンドの短波長側帯域外で励起光Ｌｐの波長帯域よりも長波長側に位置する１５１０ｎｍを想定する。ただし、本発明におけるＯＳＣ光Ｌｏｓｃの波長は上記の一例に限定されるものではない。

上記ＯＳＣ送信器４１の後段に配置されたＯＳＣ入力モニタ４３は、ＯＳＣ送信器４１から出力されるＯＳＣ光Ｌｏｓｃの一部を分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１に入力されるＯＳＣ光Ｌｏｓｃのパワーをモニタし、該モニタ結果をＯＳＣ送信器４１に出力する。また、上記ＯＳＣ受信器４２の前段に配置されたＯＳＣ出力モニタ４４は、ＯＳＣ受信器４２で受信されるＯＳＣ光Ｌｏｓｃの一部を分岐してそのパワーを測定することにより、伝送路１から出力されるＯＳＣ光Ｌｏｓｃのパワーをモニタし、該モニタ結果を演算回路５１に出力する。

演算回路５１は、励起光入力モニタ２２および出力モニタ２３の各モニタ結果と、利得参照光入力モニタ３３および出力モニタ３４の各モニタ結果と、ＯＳＣ入力モニタ４３および出力モニタ４４の各モニタ結果とを用いて、励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃの各波長における伝送路１の損失を計算によりそれぞれ取得する。そして、取得した各々の波長での伝送路損失に従って伝送路１の損失波長特性を演算し、該損失波長特性を基に伝送路１の種類を特定し、その結果を励起光制御回路５２に出力する。

励起光制御回路５２は、演算回路５１で特定された伝送路１の種類、ＯＳＣ受信器４２で取得されたシステム運用情報、および、利得参照光受信部３２で検出されたラマン利得に基づいて、伝送路１から出力されるラマン増幅後の主信号光Ｌｓの出力波長特性が、予め設定した目標の出力波長特性と実質的に一致するように、ラマン増幅用励起光Ｌｐの供給状態を制御する。

次に、本実施形態の動作について説明する。
上記のような構成を有するＷＤＭ光通信システムでは、システムの立ち上げ時などの主信号光Ｌｓの運用開始前、すなわち、各中継区間の伝送路１に主信号光Ｌｓが入力されていない状態において、励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃが伝送路１にそれぞれ入力され、各々の光について、伝送路入力時のパワーと伝送路１を通過した後の伝送路出力時のパワーとがモニタされ、それぞれのモニタ結果が直接若しくはＯＳＣ光を介して受信側の光伝送装置２Ｂ内の演算回路５１に伝達される。演算回路５１では、伝達されたモニタ結果を用いて、次の（１）式の関係に従い、励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃについての伝送路損失がそれぞれ計算される。

伝送路損失［ｄＢ］＝伝送路入力パワー［ｄＢｍ］
−伝送路出力パワー［ｄＢｍ］…（１）
ここで、励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃを用いて伝送路損失の計算を行うようにした理由について説明する。

本実施形態では、伝送路１の両端に接続される光伝送装置２Ａ，２Ｂが連携して、ラマン増幅媒体となる伝送路１の種類を自動的に認識し、システム条件が変化しても、分布ラマン増幅された主信号光Ｌｓの出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、ラマン増幅用励起光Ｌｐの最適化が行われる。光通信に利用される伝送路の種類は、例えば１．３μｍ零分散シングルモードファイバ（ＳＭＦ）と分散シフトファイバ（ＤＳＦ）のように、通常、分散の値に応じて分類されている。伝送路は、屈折率とコア径を変化させることで所望の分散特性が得られるように作られており、伝送路の屈折率はコアやクラッドに添加する材料によって特徴付けられ、当該添加材料によって伝送路の損失波長特性は特有の形状を示すことが知られている（例えば、森下克己著，「光ファイバ―ファイバ形光デバイス」，朝倉書店，１９９３年９月，ｐ．５１〜５５等）。そこで、本発明では、伝送路の種類を自動認識する機能を実現するにあたり、伝送路の損失波長特性に着目する。

伝送路の損失波長特性を正確に求めるためには、主信号光Ｌｓの波長帯域を含んだ広い波長範囲について、複数の波長を特定して伝送路損失を測定することが必要である。分布ラマン増幅を用いた光伝送装置は、図５に示すように、主信号帯域（Ｃ−バンド）から短波長側に１００ｎｍ程度離れた位置に波長設定された（ここでは、１４３０ｎｍ）励起光Ｌｐと、該励起光Ｌｐから長波長側に８０ｎｍ離れた１５１０ｎｍの波長を有するＯＳＣ光Ｌｏｓｃと、該ＯＳＣ光Ｌｏｓｃから主信号帯域を挟んで長波長側に１００ｎｍ離れた１６１０ｎｍの波長を有する利得参照光Ｌｒｅｆと、を伝送路１に出力できる構成を従来から具備しているため、これらの光を利用することで、新たな光源等を追加することなく、伝送路１の損失波長特性を特定することが可能である。すなわち、伝送路１の損失波長特性の特定のために装置構成を複雑化させることがないという利点がある。

なお、伝送路損失の測定にＯＳＣ光Ｌｏｓｃを用いる場合において、一中継区間の伝送路長が長い等の理由により伝送路損失が大きくなり、ＯＳＣ受信器４２に到達するＯＳＣ光Ｌｏｓｃのレベルが低下し、ＯＳＣ出力モニタ４４における受光素子の暗電流等の影響に起因してＯＳＣ光Ｌｏｓｃの出力パワーを正確にモニタできなくなる可能性が考えられる。この場合、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃの波長に対応した励起光を追加して、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃもラマン利得を受けるようにすることで、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃの出力パワーをモニタすることが可能になり、このときＯＳＣ光Ｌｏｓｃが受けたラマン利得を把握しておけば、伝送路損失の計算も可能になる。ただし、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃをラマン増幅する際に発生する雑音光が、ＯＳＣ光とともにＯＳＣ出力モニタ４４で受光されるようになるため、伝送路損失を正確に計算できなくなり問題となる場合もある。この問題を回避するためには、例えば、次に示すような手順に従って入出力パワーの測定および伝送路損失の計算を行うのがよい。

まず、主信号光Ｌｓの運用を開始する前の状況において、ＯＳＣ送信器４１を起動する前に、ラマン励起光源２１を起動して励起光Ｌｐを伝送路１に与えるようにし、ラマン増幅による雑音光のみを受信側のＯＳＣ出力モニタ４４で受光して、そのパワーを測定する。ここでは、雑音光パワーの測定値をＡ［ｍＷ］とする。

次に、伝送路１に励起光Ｌｐが供給されている状態でＯＳＣ送信器４１を起動し、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃを伝送路１に与え、ＯＳＣ入力モニタ４３およびＯＳＣ出力モニタ４４によりＯＳＣ光Ｌｏｓｃの入出力パワーを測定する。ここでは、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃの伝送路入力パワーをＢ［ｍＷ］、伝送路出力パワーをＣ［ｍＷ］とし、また、ＯＳＣ光Ｌｏｓｃが受けたラマン利得をＧ［ｄＢ］とする。

そして、演算回路５１により、上記の測定値を用いて、次の（２）式の関係に従い、ＯＳＣ光の波長における伝送路損失を計算する。
伝送路損失［ｄＢ］＝１０＊ｌｏｇ（Ｂ）［ｄＢ］
−｛１０＊ｌｏｇ（Ｃ−Ａ）−Ｇ｝［ｄＢ］ …（２）
なお、上記の説明では、ＯＳＣ光をラマン増幅する一例を示したが、ＯＳＣ光の伝送路入力パワーを増加させる手段（例えば、本出願人の先願である特願２００７−３３４９４５号に記載しているＯＳＣ用光増幅器など）を利用することも可能である。

上記のようにして励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃの各波長に対応した伝送路損失が演算回路５１で計算されると、それらの値を用いて伝送路１の損失波長特性が求められる。伝送路の損失波長特性は、通常、低次数の曲線（２次もしくは３次）で近似できる単純な形状であるので、複数ではあるが必要最小限度の数の特定波長における伝送路損失が取得できていれば、それらを基にして広い波長範囲で伝送路の損失波長特性を導出することが可能である。このため、本実施形態では、励起光Ｌｐ、利得参照光ＬｒｅｆおよびＯＳＣ光Ｌｏｓｃの３つの特定波長における伝送路損失の値を用い、近似曲線に従って、伝送路１の損失波長特性を演算により求めるようにしている。なお、近似曲線の次数は、演算の精度を考慮して３次とするのが好ましい。

演算回路５１において伝送路１の損失波長特性が演算されると、次に、伝送路１の種類の特定が行われる。ここでは例えば、伝送路の種類を特定するのに用いる判定値等を事前にデータベース化して図示しないメモリ等に格納しておき、演算された損失波長特性をデータベースの判定値等と照合して、伝送路の種類を特定している。上記のデータベースは、ＷＤＭ光通信システムに利用される伝送路の種類は限られている（上述した１．３μｍ零分散ＳＭＦやＤＳＦなどの数種類しかない）ため、小規模のものとなる。

具体的に、１．３μｍ零分散ＳＭＦとＤＳＦを判別する場合を考えると、図６に示すように、主信号帯域若しくはその長波長側の領域における伝送路損失を基準にしたとき、主信号帯域よりも短波長側の領域における伝送路損失は、１．３μｍ零分散ＳＭＦよりもＤＳＦの方が大きくなる特性を有するので、この特性を利用して判定値を定めることにより、伝送路が１．３μｍ零分散ＳＭＦおよびＤＳＦのいずれなのかを特定することが可能になる。

上記の１．３μｍ零分散ＳＭＦとＤＳＦの場合のような考え方により伝送路の種類を特定する場合には、少なくとも２つの光（例えば、励起光Ｌｐおよび利得参照光Ｌｒｅｆ）について入力光パワーをモニタして伝送路損失を計算するだけでも、伝送路の種類を特定することが可能である。具体的には、２つの光について取得した伝送路損失の比、または、基準とする光（例えば、利得参照光）の伝送路損失に対する他の光の伝送路損失の差分［ｄＢ］を求め、伝送路の種類ごとに事前にデータベース化しておいた伝送路損失の比または差分の値と比較することで、伝送路の種類を特定するようにしてもよい。

上記のようにして演算回路５１において伝送路１の種類が特定されると、その情報が励起光制御回路５２に伝えられると共に、伝送路情報として光伝送装置２Ｂの外部にも出力される。励起光制御回路５２には、演算回路５１からの伝送路の種類の他に、ＯＳＣ受信器４２からのシステム運用情報と、利得参照光受信器３２からのラマン利得の検出値とが伝えられており、これらの情報を用いて、システム条件に応じた励起光の供給状態の制御が行われる。なお、上記の演算回路５１から外部出力される伝送路情報の詳細については後述する。

上記の励起光制御回路５２では、例えば、伝送路の種類および主信号光の波長数に応じて予め定められる、複数波長のラマン増幅用励起光についてのパワー比（設計値）をデータベース化して図示しないメモリ等に格納しておき、演算回路５１で特定された伝送路１の種類と、ＯＳＣ受信器４２からのシステム運用情報に含まれる主信号光の波長数とに対応する励起光パワー比をデータベースの中から選択する。そして、該選択した励起光パワー比を維持しながら、利得参照光受信器３２からのラマン利得の検出値が所望の値で一定となる励起光トータルパワーが実現されるように、各波長の励起光パワーを最適化する。

具体的に、一例として２波長励起の場合を考えると、波長λｐ１［ｎｍ］の励起光Ｌｐ１の伝送路入力パワーをＰ１［ｍＷ］、波長λｐ２［ｎｍ］（λｐ１＜λｐ２）の励起光Ｌｐ２の伝送路入力パワーをＰ２［ｍＷ］で表すようにしたとき、励起光パワー比Ｘ（＝
Ｐ１／Ｐ２）は、伝送路の種類および主信号光の波長数に従って固定値とされ、励起光Ｌｐ１，Ｌｐ２のトータルパワー（＝Ｐ１＋Ｐ２＝Ｘ×Ｐ２＋Ｐ２）は所望のラマン利得に対応した値となるように、各励起光の伝送路入力パワーＰ１，Ｐ２の調整が行われることになる。次の表１は、励起光パワー比のデータベースの一例である。

上記の表１におけるＸ１〜Ｘ６の大小関係は、伝送路の種類について見ると、ＤＳＦはＳＭＦよりも短波長側の伝送路損失が大きいので、短波長側の励起光パワーを増加させる必要があり、Ｘ１＜Ｘ４，Ｘ２＜Ｘ５，Ｘ３＜Ｘ６の関係となる。また、主信号光の波長数について見ると、波長数が多くなるほどラマン効果の影響により長波長側の信号光パワーが大きくなるので、短波長側の励起光パワーを増加させる必要があり、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３，Ｘ４＞Ｘ５＞Ｘ６の関係となる。このようなデータベースは、上述した従来技術におけるデータベースと比べると、励起光パワー比の各データが伝送路の種類（損失波長特性）ごとにまとめられており、伝送路の損失（スパンロス）を細分化してデータを設定する必要がないので、格段に小規模化されている。したがって、データベースを容易に構築することができ、かつ、当該データベースの中から実際のシステム条件に適した励起光パワー比を迅速に選ぶことが可能である。

なお、上記の表１には、主信号光の波長数に応じて励起光パワー比を３段階に分類する一例を示したが、励起光パワー比の分類方法は上記の一例に限定されるものではない。
上述したような励起光パワーの最適化により、実際に接続されている伝送路の種類（損失波長特性）に自動的に対応し、かつ、主信号光の波長数に応じたラマン効果の変化にも自動的に対応して、分布ラマン増幅後の主信号光の出力波長特性を目標の出力波長特性とすることが可能になる。

ここで、上述した伝送路の種類を特定する一連の処理に関連した演算回路５１の好ましい付加的機能について説明する。
演算回路５１においては、演算した伝送路の損失波長特性を利用して、主信号帯域内の波長（例えば、１．５５μｍ等）における伝送路損失を算出することが可能である。若しくは、伝送路の種類ごとに換算値を用意しておき、励起光等の波長について計算した伝送路損失を、特定した伝送路の種類に対応した換算値を用いて、上記主信号帯域内の波長における伝送路損失に変換することが可能である。また、伝送路の種類が特定されることで、当該伝送路についての特定波長における標準的な単位長さ当たりの損失データが分かるので、励起光等について伝送路入出力パワーのモニタ値を用いて計算した伝送路損失を、当該波長に対応した単位長さ当たりの損失で割り算することにより、伝送路の長さを計算することも可能である。よって、特定した伝送路の種類、主信号帯域内の波長における伝送路損失、伝送路の長さを伝送路情報として、演算回路５１から光伝送装置２Ｂの外部に出力するようにすれば、システム上の各種装置で上記の伝送路情報を利用できるようになる。例えば、主信号光のビットレートを高くするなどして大容量化を図った光通信システムにおいては、分散設計がシビアになるため可変分散補償器が適用される。このようなシステムにおいて、光伝送装置２Ｂの演算回路５１から可変分散補償器へ上記の伝送路情報が通知されれば、可変分散補償器の好ましい分散量を高速に決定することが可能になる。

また、演算回路５１において、伝送路の種類を特定する際に、演算された損失波長特性に該当するような損失波長特性を持つ伝送路の種類がデータベースにない場合は、伝送路の極端な曲げや破断などの異常が発生している可能性が高いので、そのような場合には伝送路の異常を検知して外部にアラームを発出することもできる。このようなアラーム発出機能を演算回路５１に持たせることで、伝送路の異常を簡略な構成により早期に検出できる高い信頼性を備えたシステムを実現することが可能になる。

さらに、演算回路５１において、前述した伝送路情報を用いて、例えば図７に実線で示すような励起光パワーに対するラマン利得の関係（設計値）を求め、この設計値と、実際に伝送路に入力されている励起光パワー（励起光入力モニタ２２のモニタ値）に対するラマン利得（利得参照光受信器３２の検出値）とを比較し、設計値に対して実際のラマン利得が小さくなるような場合（図７の斜線部分に相当）には、異常の発生を検知して外部にアラームを発出することができる。また、アラームに代えて、若しくはアラームと共に、設計値に対する実際のラマン利得の差分に関する情報を外部に出力するようにして、当該情報をシステム管理部やシステム上の光アンプ等の他の装置に通知することもできる。これにより、伝送路に何らかの損失媒体が存在する異常ケースを早期に検出できる高い信頼性を備えたシステムを実現することが可能になる。

なお、上記の演算回路５１から外部に出力される伝送路情報やアラームについては、自局から送信されるＯＳＣ光に乗せてシステム上の他の装置に伝達するようにしてもよい。
次に、上述した実施形態のより具体的な構成例について説明する。

図８は、上述の図１に示したＷＤＭ光通信システムの一中継区間の構成を、上り回線および下り回線に対応した一対の伝送路１，１’を有するＷＤＭ光通信システムに応用した場合の構成例を示している。具体的に、光伝送装置２Ｃは、図の上側に示した上り回線に対応する送信側の構成として、光増幅器１１および主信号光入力モニタ（ＰＤ）１３と、励起光出力モニタ（ＰＤ）２３と、利得参照光送信器（ＬｒｅｆＴｘ）３１および利得参照光入力モニタ（ＰＤ）３３と、ＯＳＣ送信器（ＯＳＣＴｘ）４１およびＯＳＣ入力モニタ（ＰＤ）４３と、を備えており、加えて、図の下側に示した下り回線に対応する受信側の構成として、光増幅器１２’および主信号光出力モニタ（ＰＤ）１４’と、ラマン励起光源（ＰｕｍｐＬＤ）２１’および励起光入力モニタ（ＰＤ）２２’と、利得参照光受信器（ＬｒｅｆＲｘ）３２’および利得参照光出力モニタ（ＰＤ）３４’と、ＯＳＣ受信器（ＯＳＣＲｘ）４２’およびＯＳＣ出力モニタ（ＰＤ）４４’と、演算回路（ＣＯＭＰ）５１’および励起光制御回路（ＣＯＮＴ）５２’と、を備えている。また、光伝送装置２Ｄは、上記の光伝送装置２Ｃにおける上下回線の送信側と受信側を入れ替えた構成となっている。なお、図中の一点鎖線で囲んだ部分は、各光伝送装置２Ｃ，２Ｄ内の分布ラマン増幅ユニットを示している。

このような一対の伝送路１，１’を介してＷＤＭ信号光を分布ラマン増幅しながら双方向に伝送するシステムについても、上述した実施形態の場合と同様に、上下の各回線に対応した励起光Ｌｐ，Ｌｐ’、利得参照光Ｌｒｅｆ，Ｌｒｅｆ’およびＯＳＣ光Ｌｏｓｃ，Ｌｏｓｃ’の伝送路１，１’に対する入出力パワーをモニタして、各々の波長における伝送路損失を計算して損失波長特性を求め、各伝送路１，１’の種類を特定して励起光パワー制御等を行うことにより、上下回線におけるシステム条件の変化に自動的に対応して、ラマン増幅後の各主信号光Ｌｓ，Ｌｓ’の出力波長特性を目標の出力波長特性とすることが可能になる。

以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。

（付記１） 伝送路の一端に接続され、該伝送路に波長多重信号光を送信する第１の光伝送装置と、前記伝送路の他端に接続され、該伝送路を伝搬して分布ラマン増幅された波長多重信号光を受信する第２の光伝送装置と、を備えた波長多重光通信システムにおいて、
前記波長多重信号光とは波長の異なる複数の光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信し、該複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーをそれぞれモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段でモニタされた前記複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーの各値を用いて、前記複数の光に対応した各波長における伝送路損失を計算し、該計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算手段と、
前記伝送路を伝搬する波長多重信号光を分布ラマン増幅するための励起光を前記伝送路に供給する励起光供給手段と、
前記演算手段で特定された前記伝送路の種類に応じて、前記伝送路の他端から出力される分布ラマン増幅された波長多重信号光の出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、前記励起光供給手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記２） 付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記励起光供給手段から出力される励起光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記３） 付記２に記載の波長多重光通信システムであって、
前記波長多重信号光の波長帯域外で前記励起光の波長とは異なる波長を有する利得参照光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信して、前記伝送路におけるラマン利得を検出する利得参照光送受信手段を備え、
前記制御手段は、前記利得参照光送受信手段で検出されるラマン利得が一定となるように、前記励起光供給手段を制御することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記４） 付記３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記利得参照光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記５） 付記４に記載の波長多重光通信システムであって、
前記第１の光伝送装置は、
前記伝送路の一端から出力される前記励起光の伝送路出力パワーをモニタする励起光出力モニタと、
前記利得参照光を発生し、該利得参照光を前記伝送路の一端に送信する利得参照光送信器と、
前記利得参照光送信器から送信される利得参照光の伝送路入力パワーをモニタする利得参照光入力モニタと、を有し、
前記第２の光伝送装置は、
波長の異なる複数の前記励起光を発生して前記伝送路に供給する励起光源と、
前記励起光源から出力される励起光の伝送路入力パワーをモニタする励起光入力モニタと、
前記伝送路の他端から出力される前記利得参照光を受信して前記伝送路におけるラマン利得を検出する利得参照光受信器と、
前記利得参照光受信器で受信される利得参照光の伝送路出力パワーをモニタする利得参照光出力モニタと、
前記励起光入力モニタおよび前記励起光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記励起光の波長における伝送路損失を計算すると共に、前記利得参照光入力モニタおよび前記利得参照光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記利得参照光の波長における伝送路損失を計算し、それらの計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算回路と、
伝送路の種類ごとに励起光パワー比の設計値が予め定められたデータベースより、前記演算回路で特定された前記伝送路の種類に対応する励起光パワー比を選択し、該選択した励起光パワー比を維持しながら、前記利得参照光受信器で検出されるラマン利得が一定となるように励起光トータルパワーを制御する励起光制御回路と、を有することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記６） 付記５に記載の波長多重光通信システムであって、
前記第１の光伝送装置が、ファイバ型の構成で２対２のポートを持ち、波長多重信号光が伝搬する光路上に挿入され、前記伝送路の一端に送信される波長多重信号光の一部を分岐して、対向する分岐ポートうちの一方から出力する分岐カプラを有するとき、
前記励起光出力モニタは、前記分岐カプラの対向する分岐ポートうちの他方に接続された光検出器を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記７） 付記６に記載の波長多重光通信システムであって、
前記励起光出力モニタは、前記分岐カプラおよび前記光検出器の間に、波長多重信号光とは逆方向に伝搬するラマン雑音光を除去する光フィルタを含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記８） 付記２に記載の波長多重光通信システムであって、
前記波長多重信号光の波長帯域外で前記励起光の波長とは異なる波長を有する監視信号光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信してシステム運用情報を伝達する監視信号光送受信手段を備え、
前記制御手段は、前記演算手段で特定された前記伝送路の種類および前記システム運用情報に含まれる波長多重信号光の波長数に応じて、前記伝送路の他端から出力される分布ラマン増幅された波長多重信号光の出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、前記励起光供給手段を制御することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記９） 付記８に記載の波長多重光通信システムであって、
前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記監視信号光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１０） 付記９に記載の波長多重光通信システムであって、
前記第１の光伝送装置は、
前記伝送路の一端から出力される前記励起光の伝送路出力パワーをモニタする励起光出力モニタと、
前記監視信号光を発生し、該監視信号光を前記伝送路の一端に送信する監視信号光送信器と、
前記監視信号光送信器から送信される監視信号光の伝送路入力パワーをモニタする監視信号光入力モニタと、を有し、
前記第２の光伝送装置は、
波長の異なる複数の前記励起光を発生して前記伝送路に供給する励起光源と、
前記励起光源から出力される励起光の伝送路入力パワーをモニタする励起光入力モニタと、
前記伝送路の他端から出力される前記監視信号光を受信して前記システム運用情報を取得する監視信号光受信器と、
前記監視信号光受信器で受信される監視信号光の伝送路出力パワーをモニタする監視信号光出力モニタと、
前記励起光入力モニタおよび前記励起光出力モニタの各モニタ値を用いて、前記励起光の波長における伝送路損失を計算すると共に、前記監視信号光入力モニタおよび前記監視信号光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記監視信号光の波長における伝送路損失を計算し、それらの計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算回路と、
伝送路の種類および波長多重信号光の波長数の組み合わせごとに励起光パワー比の設計値が予め定められたデータベースより、前記演算回路で特定された前記伝送路の種類および前記監視信号光受信器で取得されたシステム運用情報に含まれる波長多重信号光の波長数の組み合わせに対応する励起光パワー比を選択し、該選択した励起光パワー比を維持しながら励起光トータルパワーを制御する励起光制御回路と、を有することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１１） 付記１０に記載の波長多重光通信システムであって、
前記第１の光伝送装置が、ファイバ型の構成で２対２のポートを持ち、波長多重信号光が伝搬する光路上に挿入され、前記伝送路の一端に送信される波長多重信号光の一部を分岐して、対向する分岐ポートうちの一方から出力する分岐カプラを有するとき、
前記励起光出力モニタは、前記分岐カプラの対向する分岐ポートうちの他方に接続された光検出器を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１２） 付記１１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記励起光出力モニタは、前記分岐カプラおよび前記光検出器の間に、波長多重信号光とは逆方向に伝搬するラマン雑音光を除去する光フィルタを含むことを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１３） 付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、前記複数の光の各波長における伝送路損失の計算値、および、特定した伝送路の種類に対応した換算値を用いて、波長多重信号光の波長帯域における伝送路損失を算出することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１４） 付記１３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、前記複数の光の各波長における伝送路損失の計算値、および、特定した伝送路の種類に対応した単位長さ当たりの損失データを用いて、前記伝送路の長さを算出することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１５） 付記１４に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、伝送路の種類、波長多重信号光の波長帯域における伝送路損失および伝送路の長さを含む伝送路情報を、システム上の可変分散補償器に通知することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１６） 付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、前記複数の光の各波長における伝送路損失の計算値より損失波長特性が推定不可能なときに、異常を検知してアラームを発出することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１７） 付記３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、特定した伝送路の種類を基に励起光の伝送路入力パワーに対するラマン利得の関係を求め、波長多重信号光の運用開始後に前記モニタ手段でモニタされる励起光の伝送路入力パワーに対する前記利得参照光送受信手段で検出されるラマン利得が、前記求めた関係において対応するラマン利得よりも小さいときに、異常を検知してアラームを発出することを特徴とする波長多重光通信システム。

（付記１８） 付記３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記演算手段は、特定した伝送路の種類を基に励起光の伝送路入力パワーに対するラマン利得の関係を求め、波長多重信号光の運用開始後に前記モニタ手段でモニタされる励起光の伝送路入力パワーに対する前記利得参照光送受信手段で検出されるラマン利得が、前記求めた関係において対応するラマン利得よりも小さいときに、異常を検知して当該ラマン利得の差分に関する情報を外部に出力することを特徴とする波長多重光通信システム。

本発明によるＷＤＭ光通信システムの一実施形態における一中継区間の構成を示すブロック図である。 図１における励起光入力モニタおよび励起光出力モニタの具体的な構成例を示す図である。 図１における励起光入力モニタおよび励起光出力モニタの具体的な他の構成例を示す図である。 図３の光フィルタの透過波長特性、および、励起光波長に対するラマン逆方向雑音光の発生帯域を示す図である。 励起光、利得参照光およびＯＳＣ光の波長配置を説明するための図である。 １．３μｍ零分散ＳＭＦおよびＤＳＦの損失波長特性の違いを示した図である。 ラマン利得の減少により異常を検知する機能を説明するための図である。 図１の実施形態に関するより具体的な構成例を示すブロック図である。 一般的な分布ラマン増幅を用いたＷＤＭ光通信システムの一例を示す図である。 図９のシステムについて分布ラマン増幅の利得波長特性に対応した光フィルタを設けた一例を示す図である。

符号の説明

１…伝送路
２Ａ…第１（送信側）の光伝送装置
２Ｂ…第２（受信側）の光伝送装置
１１，１２…光増幅器
１３…主信号光入力モニタ
１４…主信号光出力モニタ
２１…ラマン励起光源
２２…励起光入力モニタ
２３…励起光出力モニタ
３１…利得参照光送信器
３２…利得参照光受信器
３３…利得参照光入力モニタ
３４…利得参照光出力モニタ
４１…ＯＳＣ送信器
４２…ＯＳＣ受信器
４３…ＯＳＣ入力モニタ
４４…ＯＳＣ出力モニタ
５１…演算回路
５２…励起光制御回路
Ｌｓ…波長多重信号光（主信号光）
Ｌｐ…励起光
Ｌｒｅｆ…利得参照光
Ｌｏｓｃ…ＯＳＣ光

Claims (10)

1. 伝送路の一端に接続され、該伝送路に波長多重信号光を送信する第１の光伝送装置と、前記伝送路の他端に接続され、該伝送路を伝搬して分布ラマン増幅された波長多重信号光を受信する第２の光伝送装置と、を備えた波長多重光通信システムにおいて、
   前記波長多重信号光とは波長の異なる複数の光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信し、該複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーをそれぞれモニタするモニタ手段と、
   前記モニタ手段でモニタされた前記複数の光についての伝送路入力パワーおよび伝送路出力パワーの各値を用いて、前記複数の光に対応した各波長における伝送路損失を計算し、該計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算手段と、
   前記伝送路を伝搬する波長多重信号光を分布ラマン増幅するための励起光を前記伝送路に供給する励起光供給手段と、
   前記演算手段で特定された前記伝送路の種類に応じて、前記伝送路の他端から出力される分布ラマン増幅された波長多重信号光の出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、前記励起光供給手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
2. 請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記励起光供給手段から出力される励起光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。
3. 請求項２に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記波長多重信号光の波長帯域外で前記励起光の波長とは異なる波長を有する利得参照光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信して、前記伝送路におけるラマン利得を検出する利得参照光送受信手段を備え、
   前記制御手段は、前記利得参照光送受信手段で検出されるラマン利得が一定となるように、前記励起光供給手段を制御することを特徴とする波長多重光通信システム。
4. 請求項３に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記利得参照光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。
5. 請求項４に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記第１の光伝送装置は、
   前記伝送路の一端から出力される前記励起光の伝送路出力パワーをモニタする励起光出力モニタと、
   前記利得参照光を発生し、該利得参照光を前記伝送路の一端に送信する利得参照光送信器と、
   前記利得参照光送信器から送信される利得参照光の伝送路入力パワーをモニタする利得参照光入力モニタと、を有し、
   前記第２の光伝送装置は、
   波長の異なる複数の前記励起光を発生して前記伝送路に供給する励起光源と、
   前記励起光源から出力される励起光の伝送路入力パワーをモニタする励起光入力モニタと、
   前記伝送路の他端から出力される前記利得参照光を受信して前記伝送路におけるラマン利得を検出する利得参照光受信器と、
   前記利得参照光受信器で受信される利得参照光の伝送路出力パワーをモニタする利得参照光出力モニタと、
   前記励起光入力モニタおよび前記励起光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記励起光の波長における伝送路損失を計算すると共に、前記利得参照光入力モニタおよび前記利得参照光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記利得参照光の波長における伝送路損失を計算し、それらの計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算回路と、
   伝送路の種類ごとに励起光パワー比の設計値が予め定められたデータベースより、前記演算回路で特定された前記伝送路の種類に対応する励起光パワー比を選択し、該選択した励起光パワー比を維持しながら、前記利得参照光受信器で検出されるラマン利得が一定となるように励起光トータルパワーを制御する励起光制御回路と、を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
6. 請求項２に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記波長多重信号光の波長帯域外で前記励起光の波長とは異なる波長を有する監視信号光を、前記第１および第２の光伝送装置の間で前記伝送路を介して送受信してシステム運用情報を伝達する監視信号光送受信手段を備え、
   前記制御手段は、前記演算手段で特定された前記伝送路の種類および前記システム運用情報に含まれる波長多重信号光の波長数に応じて、前記伝送路の他端から出力される分布ラマン増幅された波長多重信号光の出力波長特性が目標とする出力波長特性となるように、前記励起光供給手段を制御することを特徴とする波長多重光通信システム。
7. 請求項６に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記モニタ手段でモニタされる複数の光は、前記監視信号光を含むことを特徴とする波長多重光通信システム。
8. 請求項７に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記第１の光伝送装置は、
   前記伝送路の一端から出力される前記励起光の伝送路出力パワーをモニタする励起光出力モニタと、
   前記監視信号光を発生し、該監視信号光を前記伝送路の一端に送信する監視信号光送信器と、
   前記監視信号光送信器から送信される監視信号光の伝送路入力パワーをモニタする監視信号光入力モニタと、を有し、
   前記第２の光伝送装置は、
   波長の異なる複数の前記励起光を発生して前記伝送路に供給する励起光源と、
   前記励起光源から出力される励起光の伝送路入力パワーをモニタする励起光入力モニタと、
   前記伝送路の他端から出力される前記監視信号光を受信して前記システム運用情報を取得する監視信号光受信器と、
   前記監視信号光受信器で受信される監視信号光の伝送路出力パワーをモニタする監視信号光出力モニタと、
   前記励起光入力モニタおよび前記励起光出力モニタの各モニタ値を用いて、前記励起光の波長における伝送路損失を計算すると共に、前記監視信号光入力モニタおよび前記監視信号光出力モニタでモニタした各値を用いて、前記監視信号光の波長における伝送路損失を計算し、それらの計算結果より推定可能な損失波長特性に基づいて前記伝送路の種類を特定する演算回路と、
   伝送路の種類および波長多重信号光の波長数の組み合わせごとに励起光パワー比の設計値が予め定められたデータベースより、前記演算回路で特定された前記伝送路の種類および前記監視信号光受信器で取得されたシステム運用情報に含まれる波長多重信号光の波長数の組み合わせに対応する励起光パワー比を選択し、該選択した励起光パワー比を維持しながら励起光トータルパワーを制御する励起光制御回路と、を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
9. 請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
   前記演算手段は、前記複数の光の各波長における伝送路損失の計算値、および、特定した伝送路の種類に対応した換算値を用いて、波長多重信号光の波長帯域における伝送路損失を算出することを特徴とする波長多重光通信システム。
10. 請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
    前記演算手段は、前記複数の光の各波長における伝送路損失の計算値より損失波長特性が推定不可能なときに、異常を検知してアラームを発出することを特徴とする波長多重光通信システム。

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