JP4768549B2 - 光通信用の信号光を増幅するためのラマン光増幅器，ラマン光増幅器を備えた光通信システム，およびラマン光増幅器の制御方法 - Google Patents

光通信用の信号光を増幅するためのラマン光増幅器，ラマン光増幅器を備えた光通信システム，およびラマン光増幅器の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は，光通信用の信号光を増幅するためのラマン光増幅器，ラマン光増幅器を備えた光通信システム，およびラマン光増幅器の制御方法に関する。
大容量通信が可能な長距離伝送光通信システムのネットワークを構築するための技術として，複数の波長の信号光を一括に増幅して，密度の高い情報量を伝送する波長多重伝送技術が用いられる。
波長多重伝送技術において，信号-雑音特性に優れた長距離の光伝送システムを実現するために，ラマン光増幅器が使用される。ラマン光増幅器は，光ファイバ伝送路内に高強度の励起光を入射することにより，その光ファイバを増幅媒体として利用する増幅器である。
ラマン光増幅器は，図１に示すような，光ファイバにある波長の励起光を入射すると，励起光の波長に対し，およそ１００ｎｍ程度の長波帯域にラマン増幅効果が発生する物理現象を利用する。図１に示す例では，励起光１，２，３により，ラマン利得１，２，３が発生している。
光ファイバに使用される石英ガラスの場合，励起光の波長に対して約13.2 THz低い周波数の波長域に最大の増幅特性を有するため，例えば，1550nm付近の信号光をラマン増幅する場合には，1450nm付近の波長の励起光を使用すれば，効率よくラマン利得を得られる。
そして，波長多重伝送のような広い波長域の信号光を一括して増幅する必要のある通信システムでは，互いに波長の異なる複数の励起光を使用し，それぞれの励起光の強度を制御することにより，励起光の強度，波長に応じた広波長帯域の増幅特性を得ることができる。
さらに，長距離光伝送システムを実現するラマン光増幅器は，以下の２つの機能を有することを特徴とする。すなわち，
i）光ファイバを通過する際に受ける信号光の光損失を補償し，良好な伝送特性を得るために，信号光の強度をモニタしながら，所定の利得が得られるように励起光の強度を調節するラマン光増幅機能，更に
ii）多段に接続された光増幅器の利得偏差と，光ファイバ等での光損失の波長特性を補償するため，図１により説明した原理を利用して，各励起光波長の増幅帯域に応じた励起光の強度を制御して，ラマン光増幅後の信号光強度の偏差を所定の特性に制御する利得偏差制御機能である。
ここで，ラマン光増幅では，光ファイバに入射される励起光強度に比例して，励起光波長の増幅帯域に応じた信号光強度のラマン増幅利得が増加することが知られている。そして，複数の波長の励起光を光ファイバに入射することにより，信号光の増幅帯域が拡張し，幅広い帯域の信号光強度を一括して増幅することが可能となる。
図１に示すように，それぞれ波長が異なる励起光１，２，３が，ラマン利得１，２，３に示した波長帯域にラマン増幅帯域を持つとする。励起光１の強度が高い場合にはラマン利得１の増幅利得が，励起光２の強度が高い場合にはラマン利得２の増幅利得が，励起光３の強度が高い場合にはラマン利得３の増幅利得が，それぞれ高くなる。
例えば，ラマン利得１の波長帯域の信号光強度がラマン利得２，３の帯域の信号光強度より高く，ラマン利得３の波長帯域の信号光強度がラマン利得１，２の帯域の信号光強度より低い場合を考える。上記ii）の利得偏差制御機能を実施することにより，ラマン利得１の信号光強度のラマン利得を下げるように励起光１の強度を抑える一方で，ラマン利得３の信号光強度のラマン利得を上げるように励起光３の強度を高め，ラマン利得１，２，３の信号光強度の波長特性を平坦化することを実現している。
以下に，ラマン光増幅器の利得偏差制御の実施方法を説明する。
利得偏差制御を実施するためのラマン光増幅器の構成例を図２に示す。
図２に示すラマン光増幅器では，ラマン光増幅部１に各々波長の異なる励起光の光源１１a，１１ｂ，１１ｃを含む励起光源群と，ラマン増幅利得の制御に使用する全信号光モニタ回路１４と，励起光制御回路１５を備える。
図２において，励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃの励起光は，合波器１０で合波され，光ファイバ伝送路２側に送出される。一方，光ファイバ伝送路２から出力される波長多重光信号は，分岐器１２により，後段側と，全信号光モニタ回路１４及び波長毎の信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎ側に分岐される。
光検知素子１３により検知され電気信号に変換された検知信号は，全信号光モニタ回路１４により，一括して光増幅された広帯域の信号光の強度をモニタし，その出力を励起光制御回路１５の利得量監視部１５ａで所望の利得となるよう励起光強度の合計量を制御する。
図２では，更に，ラマン光増幅後の信号光強度の偏差を監視するため，それぞれ波長の異なる信号光強度を分波するアレー導波路格子型光分波器等の信号光分波手段２０と，この信号光分波手段２０により各々の波長に分離されたそれぞれの波長信号の光強度をモニタする複数の信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎを有している。
信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎのそれぞれで監視された信号光強度は，利得偏差モニタ回路２２で利得偏差量を監視し，励起光比算出部１５ｂでラマン光増幅器の波長の異なる各励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃの励起光比の算出に使用される。
そして，励起光比算出部１５ｂの出力により励起光源群の各々波長の異なる複数の励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃから出力される励起光の強度を制御することにより，励起光波長に応じた増幅帯域の信号光をラマン増幅する。
このように，図２に示す従来構成では，励起光制御回路１５において，全信号光モニタ回路１４で監視される信号光レベルから前記利得量監視部１５ａにより求められる利得量を監視して所定のラマン利得を制御する様にし，更にラマン光増幅後の信号光強度の波長偏差を監視して，各波長の励起光強度を設定している。
ここで，光増幅器が多段に縦続接続された光伝送システムにおいて，利得偏差が発生する主な要因として，以下の２つが挙げられる。
ａ）光ファイバ伝送路の単位距離あたりのロス：
光ファイバには単位距離あたりの光損失の波長特性を有する。光ファイバに送信する前に信号光の強度偏差を０として長距離の光ファイバを通して信号光を伝送しても，光ファイバの光損失のため，光ファイバ通過後の信号光には強度偏差が発生する。
ｂ）光増幅器の累積性利得偏差：
例えば，エルビウム添加ファイバを増幅媒体とした光増幅器では，増幅媒体の増幅効率の波長特性を相殺する利得等化器を備えている。そして，光増幅器１台あたりの利得偏差をできるかぎり抑圧する場合が多いが，光増幅器が多段縦続するシステムでは，１台当たりの利得の波長特性が累積する場合がある。
図３に，多段に光増幅器が縦続接続された光伝送システムのうち，伝送路となる光ファイバ２に接続された，隣接する送信および受信光増幅器３，４を示す。
図４（図４Ａ−図４Ｄ）は，図３に示した光増幅器３，４及び光ファイバ２の接続図において，上記ａ）およびｂ）の要因により強度偏差が発生した信号光のスペクトルを示している。
図４Ａは，送信光増幅器３の増幅媒体の増幅効率と，利得偏差を相殺する利得等化器を通過した結果の，送信光増幅器３の出力信号光強度を示している。
図４Ｂは，信号光が通過する光ファイバ２の光損失の波長特性を示している。
図４Ｃは，受信光増幅器４の増幅媒体の増幅効率と，利得偏差を相殺する利得等化器を通過した結果の，受信光増幅器４の利得偏差を示している。
図４Ｄは，図４Ａ〜図４Ｃ全ての送信及び受信光増幅器３，４と光ファイバ２を通過した後の信号光強度の偏差を示す。図４Ｄにおいて，光増幅器３，４の利得偏差と，光ファイバ２の光損失の波長特性が組み合わさった結果，信号帯域の中心付近の波長では信号光強度が大きく，一方で，短波長側の信号光強度は平均的な強度に比べて小さくなる様子が示されている。
図５（図５Ａ−図５Ｃ）に，上記の様に累積した信号光の強度の波長特性を平坦化する利得偏差制御の例を示す。
図５Ａにおいて，始状態の信号光の波長配置およびスペクトル（ａ）と，ラマン光増幅器の励起光強度（ｂ）を，それぞれ上下に示している。
始状態では，ラマン光増幅器から与えられた励起光強度（図５Ａ，（ｂ）により，強度偏差が抑えられた信号光（図５Ａ，（ａ））が得られている。
始状態から短波長側の信号光が増設されて，強度偏差が発生した信号光のスペクトルを，図５Ｂに示す。この時のラマン光増幅器の励起光強度は，図５Ａの始状態から変化していない（図５Ｂ，（ｂ））。図４Ａ−図４Ｄに示した要因により，平均的な信号光強度に比べて低い信号光が短波長側に追加され，信号光強度に偏差が発生している状態が，図５Ｂ，（ａ）に示されている。
図５Ｃは，図５Ｂの状態から更に利得偏差制御を実施して，信号光強度の波長特性を平坦化した信号光のスペクトル（図５Ｃ，（ａ））と，ラマン光増幅器の励起光強度（図５Ｃ，（ｂ））を示している。
利得偏差制御では，ラマン光増幅後の信号光強度の偏差を抑えるように，励起光１，２，３の励起光強度もしくは励起光の強度比を変化させる。その結果，励起光１の強度を上昇させて短波長側の信号のラマン利得を上げる一方で，励起光２，３の強度を減少させて，他波長の信号のラマン利得を抑えている（図５Ｃ，（ｂ））。
図５Ａ−図５Ｃに説明した利得偏差制御を実施することにより，多段に接続された光伝送システムにおいても，各波長の信号光強度偏差が少ない良好な伝送特性を得ることができる。
ここで，ラマン光増幅器を用いて広帯域の信号光をラマン光増幅する場合，複数の波長の励起光源を使用した構成を利用することが提案されている。複数の波長の励起光源を用いたラマン光増幅器の利得偏差制御については，特許文献１，２，３に記載の発明が知られている。
図６（図６Ａ，図６Ｂ）は，特許文献１に記載の発明を用いて利得偏差制御を実施した場合の問題を示している。
図６Ａ，（ａ）に，平均的な信号光強度に比べて強度の低い信号光が短波長側，長波長側にある一方，強度の大きい信号光が波長帯域の中心付近にあり，利得偏差が発生している状態を示す。
この様な場合，図６Ｂは，図６Ａの状態から利得偏差制御を実施した後の，ラマン光増幅を行なう励起光強度（ｂ）と信号光強度（ａ）を，それぞれ表している。
特許文献１に記載の発明では，励起光源の波長によって２つのグループに分けて，利得偏差制御を実施する構成であり，一方のグループの励起光パワーを増加させ，もう一方のグループの励起光パワーを減少させる制御となる。
そのため，励起光の波長に応じた増幅帯域を有するラマン光増幅では，信号光波長に対して信号光強度が単調増加もしくは単調減少の傾向にある場合，信号光強度の偏差を解消することが可能である。
しかし，図６Ａに示すように強度の低い信号光が短波長側及び，長波長側にある一方，強度の大きい信号光が波長帯域の中心付近にある場合は，図６Ｂに示すように図６Ａの強度偏差が解消されず，利得偏差制御は不能である。
図７は，特許文献２に記載の発明を用いて利得偏差制御を実施した問題点を示している。
図７Ａは，図６Ａに示した利得偏差の発生状態と同じである。図７Ｂは，図７Ａの状態から利得偏差制御を実施した後の，ラマン光増幅を行なう励起光強度（図７，（ｂ））と信号光強度を，それぞれ表している。
特許文献２に記載の発明では，励起光波長によって３つ以上のグループに分けた構成も含まれており，利得偏差制御を実施すると，少なくとも１つの波長帯の励起光パワーを一定とし，他の波長帯の励起光パワーを調整する制御となる。例えば３つ以上の励起光源群より構成されるラマン光増幅器において，図７Ａに示す極大点を有する信号光強度の偏差から，励起光１のパワーを一定とし，励起光２，励起光３のパワーを調整する場合，励起光２の強度を減少させる一方，励起光３の強度を増加する制御を実施することになる。
かかる場合は，図７Ｂに示すように，励起光３により強度が強められて強度偏差は依然として残ってしまう。
さらに，図８（図８Ａ，図８Ｂ）は，特許文献３に記載の発明を用いて利得偏差制御を実施した場合の問題点を示している。
図８Ａも図６Ａに示した利得偏差の発生状態と同じである。図８Ｂは，図８Ａの状態から利得偏差制御を実施した後の，ラマン光増幅を行なう励起光強度と信号光強度を，それぞれ表している。
特許文献３の発明は，励起光波長によって３つ以上のグループに分けた構成である。平均信号強度からの強度偏差に応じて，各波長の励起光のパワーを増減させる行列要素から，利得偏差を解消する各励起光のパワーの変化量を算出，調整する制御となる。
例えば３つ以上の励起光源群より構成されるラマン光増幅器において，図８Ａに示す極大点を有する信号光強度の偏差では，励起光１，３のパワーを増加させる一方，励起光２のパワーを減少させて，利得偏差を解消する。
かかる特許文献３の発明では，個々の信号光の強度偏差を解消して波長特性を平坦化することが可能であるが，全体の平均パワーが変動してしまう。
特開2000-98433号公報 特開2001-7768号公報 特開2002-72262号公報
上記の様に，従来技術として特許文献１乃至３に記載のいずれの発明においても，信号光強度の波長特性を平坦化する利得偏差制御について上記の様な課題を有している。
すなわち，特許文献１に記載の発明においては，励起光の波長に応じた増幅帯域を有するラマン光増幅では，信号光波長に対して信号光強度が単調増加もしくは単調減少の傾向にある場合，信号光強度の偏差を解消することが可能である。しかし，図６Ａに示す極大点を有する信号光強度の偏差では，信号光強度の偏差を解消することは困難である。
また，特許文献２に記載の発明においては，３つ以上の励起光源群より構成されるラマン光増幅器において，励起光２に対応する信号光帯域の中心付近のラマン利得を抑える一方で，励起光３に対応するラマン利得を増加させるため，波長帯域の短波長側及び中心付近の信号光強度の偏差は解消されるが，長波長側の信号光強度が増加し，信号光強度の偏差を解消することができないという問題がある。
さらに，特許文献３に記載の発明においては，励起光１，２，３の各変化量を設定するが，合計量を管理していないため，利得偏差制御の前後で平均信号光強度が変化するという問題がある。
したがって，本発明の目的は，かかる特許文献１乃至３に記載の発明の実施における問題を解決する光通信用の信号光を増幅するためのラマン光増幅器，ラマン光増幅器を備えた光通信システム，およびラマン光増幅器の制御方法を提供することにある。
そして，本発明は，ラマン光増幅を行なう場合に，波長の異なる複数の励起光源群を用いて広帯域化を行い，信号光の強度偏差を解消して波長特性を平坦化する，もしくは特定の傾斜を持つ特性をとるように，出力信号光一定制御，ラマン利得一定制御，更に利得偏差制御を可能とする制御手段を提供するものである。
上記の目的を達成する本発明の第１の側面は，光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器であって，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度をモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御回路を有し，
前記励起光制御回路は，前記所定の特性に対応する励起光強度の制御をする前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御することを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明の第２の側面は，光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器であって，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
前記ラマン増幅部の外部に，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度をモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記所定の特性に対応して励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御することを特徴とする。
さらに，上記の目的を達成する本発明の第３の側面は，光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器であって，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度をモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御手段と，
前記所定の特性に対応する励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶装置と，
前記励起手段と前記光ファイバ伝送路の間に置かれる可変光減衰器と，
前記励起手段から前記光ファイバ伝送路に供給する励起光強度を，前記記憶装置に保持された励起光強度の合計量に制限する様に，前記可変光減衰器の減衰量を制御する光減衰量制御回路を有することを特徴とする。
さらに，上記の目的を達成する本発明の第４の側面は，光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器であって，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
前記ラマン増幅部の信号光伝送方向の下流側に他の光増幅器が接続され，
前記ラマン増幅部の外部に，
ラマン光増幅部と他の光増幅器の双方により光増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度をモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記所定の特性に対応して励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とするラマン光増幅器。
さらに，上記の目的を達成する本発明の第５の側面は，光ファイバ伝送路と，前記光ファイバ伝送路上に置かれる複数のラマン増幅器を有する光通信システムであって，
前記複数のラマン増幅器のそれぞれは，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度をモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御回路を有し，
前記励起光制御回路は，前記所定の特性に対応して励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御することを特徴とする。
さらにまた，上記の目的を達成する本発明の第６の側面は，光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器における励起光強度制御方法であって，
多重化される複数波長のそれぞれの励起光強度の合計量を予め記憶手段に保持するステップと，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光強度を検知するステップと，
前記検知した各信号光の強度における偏差を求めるステップと，
前記求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御するステップを有し，
さらに，前記励起光強度を制御するステップにおいて，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御することを特徴とする。
上記本発明の特徴を有するラマン光増幅器を用いることにより，多段に光増幅器と光ファイバ伝送路が接続され，信号光の強度偏差が累積する長距離光伝送システムにおいて，信号光の強度偏差を，波長特性の平坦化，所定の傾斜を有する波長特性等に制御するとともに，利得偏差制御前後で励起光パワーの合計量が増減されることなく，信号光のラマン利得を一定に保ち，良好な伝送特性を実現することが可能となる。
以下に図面に従い，本発明の実施形態例について説明する。
図９は，本発明を適用したラマン光増幅器が複数縦続接続された光伝送システムの一例である。
図９において，送信端局１００と受信端局１１０との間で情報を波長多重した光信号に載せて伝送する波長多重（WDM：Wavelength Division Multiplexing）伝送システムである。送信端局１００と受信端局１１０を結ぶ光ファイバ伝送路２上に，複数の中継局Ｒ１〜中継局Ｒｎが設置されている。
ここで，送信端局１００には，光ファイバ伝送路２での光損失を補償することを目的として，予め強い強度の信号光に増幅して光ファイバ伝送路２に送出する前置増幅器を設置してもよい。受信端局１１０には，中継局Ｒｎから出力された後，光ファイバ伝送路２の光損失により微小となった信号光を増幅して受信器に送出する前置増幅器を設置してもよい。
各中継局Ｒ１〜Ｒｎには，上流の光ファイバ伝送路２により損失された信号光を増幅して，下流の伝送路に送出する光増幅器として，希土類添加光ファイバ増幅器あるいはラマン光増幅器のいずれか，または双方が設置される。
［第１の実施例］
本発明は，図９に示すごとき光伝送システムにおける各中継局に備えられるファイバラマン光増幅器（ＦＲＡ：Fiber Raman Amplifier）の構成に特徴を有し，その第１の実施例構成を図１０に示す。
図１０に示したラマン光増幅器は，ラマン光増幅部１に複数の異なる波長の励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有する励起光源群，合波手段１０ａ，１０ｂ，分岐手段１２，励起光制御回路１５を備えている。さらに，ラマン光増幅部１の出力側にアレー導波路格子型光分波器等の光信号分岐手段２０を有している。
光信号分岐手段２０は，波長対応に光信号を分岐する。分岐されたそれぞれ異なる波長の光信号は対応する信号光モニタ２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎに入力される。
ついで，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎで検知される波長毎の検知レベル信号が出力光強度偏差モニタ回路２２に入力される。
出力光強度偏差モニタ回路２２の出力は，励起光制御回路１５の励起光比算出部１５ｂに入力される。
ここで，励起光源群の励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれは，例えばレーザーダイオードのような特定の波長の光を発生する光源により構成される。光ファイバに使用される石英ガラスでは，励起光の波長に対して約13.2THz低い周波数の波長域に最大の増幅特性を有することを利用して，信号光波長に応じた波長の励起光源を構成すればよい。
広い波長域の信号光を一括して増幅するＷＤＭ伝送システムでは，それぞれ波長の異なる複数の光源を備える。本発明の構成例では，励起光源群として励起光源１１ａはλP1，励起光源１１ｂはλP2，励起光源１１はλP3の３つの励起光を出力するグループより構成されているものとする。
例えば，励起光ｎ（ｎ=１〜３）λpｎは，それぞれ波長差の少ない類似した波長の複数の励起光群から構成されてもよい。本実施例構成では励起光は３つのグループとしたが，４つ以上の複数のグループとしてもよい。
合波手段１０aは，励起光源群より発せられる波長λP1，λP2，λP3の３つの励起光を１本の光ファイバにとりまとめる手段であり，例えば１対１の合波比で１本のファイバに合波する光カプラや，９０°偏波方向が異なる光を合波する偏波カプラが用いられる。
合波手段１０ｂは，励起光を信号光が増幅される光ファイバ伝送路２に入射する手段であり，例えば励起光源群の波長を透過し，励起光と対向する信号光が励起光源群の方向に入射することを防ぐ波長フィルタ付き光カプラが用いられる。
信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎは，光ファイバ伝送路２を通過する信号光の一部を分岐手段１２で分岐した後，信号光分岐手段２０で信号光の波長に応じて分岐される信号光の強度をそれぞれ検出する機能を備える。
信号光の分岐手段１２として，例えば１０対１の分岐比で１本のファイバに分岐する光分波器が用いられる。波長に応じて信号光を分岐する信号光分岐手段２０として，例えばアレー導波路格子型光分波器等の光分波器が用いられる。
本発明の構成例では，波長に応じて信号光が，それぞれ，λSIG1，λSIG2，・・・λSIGnのｎ個の成分に分岐されるものとする。
信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎとして，フォトダイオード等の光電変換を行なう受光素子が用いられ，信号光分岐手段２０により分岐されたλSIG1，λSIG2，・・・λSIGnのｎ個の成分のそれぞれが，対応する信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎに入力される。
出力光強度偏差モニタ回路２２は，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎで検知した各信号光強度に基づいて，信号光強度の平均値を求める平均値検出手段を有し，各信号光強度について，前記平均値検出手段で求めた信号光強度の平均値との差を「偏差」として，信号光強度の偏差量を算出する。
励起光制御回路１５は，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶する励起光量記憶装置１５ｃと，出力光強度偏差モニタ回路２２で算出された出力光強度偏差量に基づき，所望の出力光強度偏差量に制御する励起光比算出部１５ｂを備える。
励起光量記憶装置１５ｃでは，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶するメモリ等の記憶媒体を備える。励起光比算出部１５ｂは，信号光の強度偏差が所定の特性となる各励起光波長のパワー比率を算出する。励起光制御回路１５において，励起光量記憶装置１５ｃに記憶した励起光パワー合計量に対し，励起光比算出部１５ｂで算出した励起光比を配分して，各励起光波長のパワー量を設定する機能を備える。
なお，励起光量記憶装置１５ｃに利得偏差制御を実施する前に，励起光パワーの合計量を記憶する代わりに，等価的に各波長の励起光強度から合計量が求められるので，各波長の励起光強度を記憶する様にしてもよい。
かかる第１の実施例の利得偏差制御によれば，利得偏差制御前に保持した励起光パワー合計量を各波長の励起光パワー比に配分するものであり，ラマン光増幅後の信号光の強度偏差を所定の特性とするとともに，利得偏差制御前後で励起光パワーの合計量を増減することなく，信号光のラマン利得を一定に保つことができる。
図１１に示すフローにより，第１の実施例構成において，信号光強度の波長特性を平坦化する場合の処理手順を示す。
ステップ１−Ｓ１：利得偏差制御の実施前に，光ファイバ伝送路２に入力される励起光パワー合計量Ptotal_aをメモリ等の記憶媒体である励起光量記憶装置１５ｃに保持しておく。
利得偏差制御前に，励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃから光ファイバ伝送路等の増幅媒体に入射される各励起光パワーをそれぞれ，Pp1_a，Pp2_a，Pp3_aとする。
ここで，利得偏差制御前に励起光源群から増幅媒体に入射される励起光パワー合計量 Pp_total_aは式（１）により表される。
Pp_total_a = Pp1_a + Pp2_a + Pp3_a ・・・（１）
例えば，励起光１のパワー Pp1 = 150mW，励起光２のパワー Pp2 = 150mW，励起光３のパワー Pp3 = 150mW とすると，励起光パワー合計量 Pp_total_a = 450mW が励起光量記憶装置１５ｃに保持されることになる。
ステップ１−Ｓ２：出力光強度偏差モニタ回路２２において，利得偏差制御前の信号光強度の偏差量を求める。
信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎのそれぞれにより検出した各波長λSIG1，λSIG2，・・・λSIGnの信号光強度を，Psig1_a，Psig2_a，・・・，Psign_a とする。
図１に示したように，光ファイバ伝送路等の増幅媒体に応じて，励起光１，励起２，励起光３のラマン増幅帯域の特性が定まる。励起光１，励起２，励起光３のラマン増幅帯域に応じて，信号光λSIG1，λSIG2，・・・，λSIGnを３ブロックにグルーピングした一例を，例えば表１に示す。
Figure 0004768549
上記表１において，波長に応じた信号光チャネルに対して，チャネル１〜チャネル１３を第１のブロック，チャネル１４〜チャネル２７を第２のブロック，チャネル２８〜チャネル４０を第３のブロックに，それぞれ分割している例が示される。
利得偏差制御を実施する時に伝送システムにおいて運用されている波長数がλtotalの時，信号光の平均強度 Psig_avg_aは，式（２）により表される。
Figure 0004768549
ただし ここでのΣPsig_n は，伝送システムの運用に使用されている信号光強度を合計した値である。例えば上記表１に示したように信号光チャネルが運用されている場合，全波長数λtotal = 11波，信号光の平均強度 Psig_avg_a = -16.0dBm，と算出される。
次に，３つにグルーピングした各ブロックの信号光の強度偏差を算出する。第１のブロックで運用されている波長数がλBL1の時，第１ブロックの信号光の強度平均 Psig_avg1_aは，式（３）により表される。
Figure 0004768549
ただし ここでのΣPsig_n は，第１のブロックにおいて伝送システムの運用に使用されている信号光強度を合計した値である。上記表１に示す場合では，第１のブロックで運用されている波長数λBL1 = 4波，信号光の平均強度 Psig_avg1_a = -16.4dBm，と算出される。
同様に，第２のブロックにて運用されている波長数λBL2 における信号光の強度平均 Psig_avg2_a および 第３のブロックにて運用されている波長数λBL3 における信号光の強度平均 Psig_avg3_a は，それぞれ 式（４）および式（５）により表される。
Figure 0004768549
Figure 0004768549
上記表１に示す場合では，第２のブロックで運用されている波長数λBL2 = 3波，信号光の平均強度 Psig_avg2_a = -15.0dBm，第３のブロックで運用されている波長数λBL3 = 4波，信号光の平均強度 Psig_avg3_a = -16.6dBm，と，それぞれ算出される。
各ブロックの信号光の強度偏差ΔPsig_BL1，ΔPsig_BL2，ΔPsig_BL3は，信号光の平均強度 Psig_avg_a と，各ブロックの信号光の平均強度 Psig_avg1_a，Psig_avg2_a，Psig_avg3_aより，それぞれ式（６），式（７），式（８）により表される。
ΔPsig_BL1 = Psig_avg1_a - Psig_avg_a ・・・（６）
ΔPsig_BL2 = Psig_avg2_a - Psig_avg_a ・・・（７）
ΔPsig_BL3 = Psig_avg3_a - Psig_avg_a ・・・（８）
上記表１に示す場合では，各ブロックの信号光の強度偏差ΔPsig_BL1，ΔPsig_BL2，ΔPsig_BL3はそれぞれ，ΔPsig_BL1 = - 0.4dB，ΔPsig_BL2 = + 1.0dB，ΔPsig_BL3 = - 0.6dBと算出される。
ステップ１−Ｓ３：励起光比算出部１５ｂにより信号光強度の波長特性を平坦化する励起光１，励起光２，励起光３の励起光パワー比率を算出する。
図１に示したように，励起光波長に対してラマン増幅帯域は広帯域であることが知られている。特許文献３の記載によると，図８Ａ，図８に示したように，励起光１のパワーを変化させると，第１のブロックの信号光強度だけでなく，第２，第３のブロックの信号光強度も影響を受ける特性が説明されている。別の表現で説明すると，第１のブロックの信号光強度は，励起光１のパワーだけでなく，励起光２，励起光３のパワーの影響を受ける特性が説明されている。
かかる特許文献３に記載の発明では，上記の特性を鑑みて，励起光１のパワーが第１のブロックの信号光強度変化に及ぼす利得変化係数をA11，同様に，励起光２，励起光３の利得変化係数をA12，A13とすると，第１のブロックの信号強度変化量 ΔPsig_BL1 と，励起光１，励起光２，励起光３のパワー変化量ΔPp1，ΔPp2，ΔPp3の関係は，式（９）により表される。
ΔPsig_BL1 = A11×ΔPp1 + A12×ΔPp2 + A13×ΔPp3 ・・・（９）
同様に，第２のブロックの信号強度変化量 ΔPsig_BL2，第３のブロックの信号強度変化量 ΔPsig_BL3，は，式（１０），式（１１）により表される。
ΔPsig_BL2 = A21×ΔPp1 + A22×ΔPp2 + A23×ΔPp3 ・・・（１０）
ΔPsig_BL3 = A31×ΔPp1 + A32×ΔPp2 + A33×ΔPp3 ・・・（１１）
ここで利得変化係数Amn（m,n = 1,2,3）は，励起光ｎのパワーが第ｍのブロックの信号光強度変化に及ぼす利得変化係数を表す。
式（９），式（１０），式（１１）をまとめると，式（１２）の行列式に表現することができる。
Figure 0004768549
式（１２）の行列［Amn］の逆行列［Amn］-1 を用いて，信号光強度の波長特性を平坦化する励起光１，２，３のパワー変化量ΔPp1，ΔPp2，ΔPp3を，式（１３）により求める。
Figure 0004768549
式（１３）により求めたパワー変化量ΔPp1，ΔPp2，ΔPp3を，利得偏差制御前の励起光パワーPp1_a，Pp2_a，Pp3_a に増減することにより，利得偏差制御後の励起光１，励起光２，励起光３のパワー Pp1_b，Pp2_b，Pp3_b を算出する。
一例として，分散シフトファイバ（DSF）を使用したラマン光増幅器で，利得偏差制御前の状態が，
Pp1_a = 150mW，Pp2_a = 150mW，Pp3_a=150mW
ΔPsig_BL1 = + 0.6dB，ΔPsig_BL2 = + 0.2dB，ΔPsig_BL3 = - 0.8dB
と，信号帯域の短波長側の信号光強度が大きく，長波長側の強度が小さい場合，波長特性を平坦化するための励起光パワー変化量は，ΔPp1 = -1mW，ΔPp2 = -32mW，ΔPp3 = +37mW と算出される。この場合，各励起光のパワーは
Pp1_a = 149mW，Pp2_a = 118mW，Pp3_a=187mW
に設定され，利得偏差制御前後の励起光パワー変化量は４mW，利得偏差制御による信号光の平均強度も0.2dBしか変化しない。
一方で，
Pp1_a = 150mW，Pp2_a = 150mW，Pp3_a=150mW
ΔPsig_BL1 = - 0.4dB，ΔPsig_BL2 = + 1.0dB，ΔPsig_BL3 = - 0.6dB
と，図６Ａ，６Ｂ，図７Ａ，７Ｂ，図８Ａ，図８Ｂに示したように，信号帯域の短波長側と長波長側の信号光強度が小さく，信号帯域の中央付近の強度が大きい場合，波長特性を平坦化するための励起光パワー変化量は，ΔPp1 = +54mW，ΔPp2 = -89mW，ΔPp3 = +63mW と算出される。
この場合，各励起光のパワーは，
Pp1_b = Pp1_a + ΔPp1 = 204mW
Pp2_b = Pp2_a + ΔPp2 = 61mW
Pp3_b= Pp3_a + ΔPp3 = 213mW
に設定され，利得偏差制御前後の励起光パワー変化量は28mWも発生するため，利得偏差制御による信号光の平均強度も1.4dBも変化する。
後者の場合，信号光強度の波長特性は平坦化されても，ラマン利得の変動量が大きいため，所望のラマン利得の制御が行なえず，信号-雑音光特性に悪影響を及ぼす恐れがある。
これに対し，本発明の第１の実施例では，先に保持した利得偏差制御前の励起光パワー合計量に対して，利得偏差制御の過程において算出した励起光パワー比率を配分する。
前述の例において，利得偏差制御前の励起光パワー合計量Pp_total_a = 450mW に対して，利得偏差制御の過程における励起光励起光パワー合計量Pp_total_b は，式（１４）より算出される。
Pp_total_b = Pp1_b + Pp2_b + Pp3_b ・・・（１４）
この式より Pp_total_b = 478mW となる。
そして，励起光１，励起光２，励起光３のパワー比率 Pp_ratio1，Pp_ratio2，Pp_ratio3 は，それぞれ以下のように求まる。
励起光１：Pp_ratio1 = Pp1_b / Pp_total_b = 204mW / 478mW = 0.427
励起光２：Pp_ratio2 = Pp2_b / Pp_total_b = 61mW / 478mW = 0.128
励起光３：Pp_ratio3 = Pp3_b / Pp_total_b = 213mW / 478mW = 0.445
ステップ１−Ｓ４：ステップ１−Ｓ３において算出した励起パワー比率をステップ１−Ｓ１において保持した励起光パワー合計量Pp_total_aから励起光１，励起光２，励起光３に配分する。これにより，利得偏差制御後の伝送路に入力される励起光パワー Pp1_b，Pp2_b，Pp3_b を以下のように求められる。
Pp1_b = Pp_total_a × Pp_ratio1 = 450mW × 0.427 = 192mW
Pp2_b = Pp_total_a × Pp_ratio2 = 450mW × 0.128 = 58mW
Pp3_b = Pp_total_a × Pp_ratio3 = 450mW × 0.445 = 200mW
ステップ１−Ｓ５：ステップ１−Ｓ４において算出された伝送路に入力される各励起光パワーを励起光制御回路１５において各励起光に設定する。
以上の制御を実施することにより，利得偏差制御前後において励起光パワー合計量の増減を抑えてラマン利得の変動を防ぎ，かつ信号光強度の波長特性を平坦化することが可能となる。
図１２は，更に図１０に示した本発明に従う光増幅器における信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎ，出力光強度偏差モニタ回路２２及び，光増幅部１における励起光制御回路１５の詳細構成例を示す図である。
信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎは，受光素子２１１（PDλs1〜PDλsn），光モニタ回路２１２（Monλs1〜Monλsn），及びアナログデジタル変換器２１３（ADC1〜ADCn）により構成される。
受光素子２１１（PDλs1〜PDλsn）は，各信号光を受光して光-電流変換し，光モニタ回路２１２（Monλs1〜Monλsn）は，受光により発生した電気信号を電流-電圧変換する。光モニタ回路２１２（Monλs1〜Monλsn）より出力される受光量に相応する電圧は，アナログデジタル変換器２１３（ADC1〜ADCn）に入力され，受光素子で受光される光信号の光強度に対応するデジタル信号に変換される。
出力光強度偏差モニタ回路２２は，アナログデジタル変換器２１３（ADC1〜ADCn）から出力された各信号光の強度を，信号光強度の平均値とを比較して，偏差を求める。このために，各波長の信号強度の平均値を求める平均値検出手段を有し，各信号光強度について，前記平均値検出手段で求めた平均値との差を「偏差」として，信号光強度の偏差量を算出する。
例えば，励起光１，励起２，励起光３のラマン増幅帯域に応じて，信号光λSIG1，λSIG2，・・・，λSIGnを３ブロックにグルーピングし，それぞれのグループの平均信号光強度Psig_avg1_a，Psig_avg2_a，Psig_avg3_aから，各グループの信号光の強度偏差ΔPsig_BL1，ΔPsig_BL2，ΔPsig_BL3を求める。
励起光制御回路１５は，励起光比算出部１５ｂ，励起光量記憶装置１５ｃ，励起光量算出部１５ｄにより構成される。
励起光比算出部１５ｂでは，出力光強度偏差モニタ回路２２によりモニタした信号光強度偏差から，所望の強度偏差となるような励起光源１０ａ（波長λp1），１０ｂ（波長λp２），１０ｃ（波長λp3）の強度比Pp_ratio1，Pp_ratio2，Pp_ratio3を算出する。
励起光量記憶装置１５ｃは，利得偏差制御前に伝送路に入力される励起光強度の合計量Pp_total_aを保持する。励起光量算出部１５ｄは，利得偏差制御後の伝送路に入力される励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃの強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bを，励起光量記憶装置１５ｃに保持されている励起光強度の合計量Pp_total_aと，励起光比算出部１５ｂで算出された信号光の強度偏差ΔPsig_BL1，ΔPsig_BL2，ΔPsig_BL3に基づき算出する。
そして，励起光量算出部１５ｄにより算出された励起光強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bとなるように，デジタルアナログ変換器１１１に励起光源の駆動信号を与える。励起光制御回路１５におけるλp1,λp2,λp3特性記憶装置１５ｃでは，伝送路に入力される各励起光λp1,λp2,λp3の強度と，励起光源駆動信号の対応関係を，それぞれ記憶しておく。例えば，励起光λp1と励起光源駆動信号の対応関係が図１３に示すような関係にある場合，利得偏差制御の結果Pp1_b = 192mW と算出されると，算出された励起光強度に応じた励起光源駆動信号を前記記憶装置に記憶された対応関係から求め，デジタルアナログ変換器１１１（DAC1〜DAC3）に設定して，対応するアナログの励起光源駆動信号を出力する様に構成できる。
また，図１４は，図１２の構成例に対し，他の構成例であり，光ファイバ伝送路２に入力される励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃからの各々の励起光λp1〜λp3の強度をモニタする手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（PDλp1〜PDλp3）を備える。
モニタ手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃのそれぞれは，励起光を検知し，光を電流に変換するフォトダイオード３１１と，フォトダイオード３１１の出力を電圧に変換するモニタ回路３１２と，更にモニタ回路３１２の電圧出力をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器３１３を有している。
かかる構成により，上記モニタ手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより検知される励起光強度のモニタ量が利得偏差制御の結果の励起光強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bとなるように，励起光量算出部１５ｄからデジタルアナログ変換器１１１（DAC1〜DAC3）に励起光駆動信号を与えてもよい。
デジタルアナログ変換器１１１（DAC1〜DAC3）は，励起光制御回路１５より与えられた駆動信号をアナログ成分に変換した後，励起光駆動回路１１２（DRVλp1〜DRVλp3）に与える。そして，励起光源１１３（λp1〜λp3）は，励起光源駆動回路１１２（DRVλp1〜DRVλp3）から与えられた駆動電流に応じて，励起光を発生させる。
第１の実施例の別の構成例として，図１５に示すように，励起光制御回路１５と同様に，出力光強度偏差モニタ回路２２を光増幅部１内に備える様に構成してもよい。
［第２の実施例］
次に，本発明に従う第２の実施例を説明する。
図９の伝送システムに含まれるファイバラマン光増幅器（ＦＲＡ：Fiber Raman Amplifier）の第２の実施例構成が図１６に示される。
図１６に示したラマン光増幅器は，図１０に示した第１の実施の形態例に対し，合波手段１０ａと１０ｂとの間に光減衰量可変手段１７を備えている。さらに，この光減衰量可変手段１７を，励起光制御回路１５に接続される光減衰量制御回路１６の出力により制御する構成に特徴を有している。
すなわち，図１６において，光ファイバ伝送路２を利用して信号光を増幅するラマン光増幅器の構成が示され，光増幅部１に，励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃの励起光源群，合波手段１０ａ，１０ｂ，分岐手段１２，励起光制御回路１５を有し，更に上記光減衰量制御回路１６及び光減衰量可変手段１７を有している。
光増幅部１の外側に，信号光分波手段２０，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎ，更に出力光強度偏差モニタ回路２２を有している。
励起光源群は，第１の実施例と同様に，それぞれ波長の異なる複数の励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備える。
本発明の実施の形態例の構成では，第１の実施例と同様に，励起光源群は励起光源１１ａが波長λP1，励起光源１１ｂが波長λP２，励起光源１１ｃが波長λP３の３つの励起光グループより構成されているものとする。
例えば，励起光ｎ（ｎ=１〜３）λpｎは，それぞれ波長差の少ない類似した波長の複数の励起光群から構成されてもよい。また，励起光は３つのグループとしたが，４つ以上の複数のグループとしてもよい。
合波手段１０ａは，第１の実施例と同様，励起光源群より発せられる励起光を１本の光ファイバにとりまとめる手段である。合波手段１０ｂは，第１の実施例と同様，励起光を信号光が増幅される光ファイバ伝送路２に入射する手段である。
各信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎは，第１の実施例と同様に，光ファイバ伝送路２を通過する信号光の一部を分岐器１２で分岐した後，更に信号光分波手段２０により，波長に応じて信号光を分岐し，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎで信号光の強度を検出する機能を備える。
本発明の構成例では，波長に応じて信号光が，それぞれ，λSIG1，λSIG2，・・・，λSIGnのｎ個の成分に分岐されるものとする。
出力光強度偏差モニタ回路２２は，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎで検知した各信号光強度に基づいて，信号光強度の平均値を求める平均値検出手段を有し，各信号光強度について，前記平均値検出手段で求めた信号光強度の平均値との差を「偏差」として，信号光強度の偏差量を算出する。
励起光制御回路１５は，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶する励起光量記憶装置１５ｃと，出力光強度偏差モニタ回路２２により算出された信号光強度の偏差量に基づき，所定の信号光強度の偏差量に制御する励起光量算出部１５ｄを備える。
励起光量記憶装置１５ｃは，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶するメモリ等の記憶手段である。励起光量算出部１５ｄは，信号光の強度偏差が所望の特性となる各励起光波長の励起光量を算出する。
第２の実施例の特徴としての光減衰量制御回路１６は，励起光量記憶装置１５ｃに記憶した利得偏差制御前の励起光量と，利得偏差制御を実施した際に算出される励起光量を比較して，利得偏差制御前の励起光パワー合計量と同じパワーを光ファイバ伝送路に入射する様に，光減衰量を算出する。
励起光制御回路１５において算出された利得偏差制御後の励起光量と，光減衰量制御回路１６により算出された光減衰量を，それぞれ励起光源群と光減衰量制御手段１７に設定する。これにより，利得偏差前後において光ファイバ伝送路２に入射される励起光量を保ちながら，ラマン光増幅後の信号光強度を所定の偏差に制御することが可能である。
一例として，光減衰量可変手段１７における駆動信号と光減衰量の特性を，メモリ等の記憶媒体にあらかじめ保持しておき，利得偏差制御前後の励起光パワーの設定比に応じて光減衰量を制御し，光ファイバ伝送路２に入射する励起光パワーを制御すればよい。
光減衰量可変手段１７に使用する可変光減衰器には，例えば光減衰量を電気信号で可変出来る磁気光学効果を用いた可変光減衰器が用いられる。第２の実施例による利得偏差制御によれば，信号光の強度偏差が所定の特性となる各励起光波長のパワー量を設定し，光ファイバ伝送路２に入射される励起光強度が利得偏差制御の前後で保たれるよう，光減衰量可変手段１７の減衰量を制御することにより，所定の信号光のラマン利得を得ることを特徴としている。
図１７に示すフローにより，第２の実施例構成において，信号光強度の波長特性を平坦化する場合の処理手順を示す。
ステップ２−Ｓ１：ステップ１−Ｓ１と同様に，利得偏差制御の実施前に，伝送路に入力される励起光パワー合計量Pp_total_aをメモリ等の記憶媒体である励起光量記憶装置１５ｃに保持しておく。
利得偏差制御前の励起光パワー合計量は上記式（１）により表される。
ステップ２−Ｓ２：ステップ１−Ｓ２と同様，出力光強度偏差モニタ回路２２により利得偏差制御前の信号光強度の偏差量を求める。
励起光１，励起２，励起光３のラマン増幅帯域に応じて，信号光λSIG1，λSIG2，・・・，λSIGnを３ブロックにグルーピングし，各ブロックの信号光の強度偏差ΔPsig_BL1，ΔPsig_BL2，ΔPsig_BL3を，それぞれ上記式（６），式（７），式（８）により求める。
ステップ２−Ｓ３：励起光量算出部１５ｄにより，信号光強度の波長特性を平坦化する励起光１，励起光２，励起光３の励起光パワー量を算出する。
第１の実施例と同様に，式（１３）により求めたパワー変化量ΔPp1，ΔPp2，ΔPp3を，利得偏差制御前の励起光パワーPp1_a，Pp2_a，Pp3_a に増減することにより，利得偏差制御後の励起光１，励起光２，励起光３のパワー Pp1_b，Pp2_b，Pp3_b を算出する。
ステップ２−Ｓ４：励起光量算出部１５ｂにおいて，ステップ２−Ｓ３にて求めた励起光１，励起光２，励起光３の励起光パワー合計量Pp_total_b を式（１４）より求める。
ステップ２−Ｓ５：光減衰量制御回路１６において，利得偏差制御前後の励起光パワー合計量Pp_total_aとPp_total_bの変化比Pp_total_ratio を，式（１５）により算出する。
Pp_total_ratio ＝Pp_total_b / Pp_total_a ・・・（１５）
第２の実施例の具体例として，先に説明した分散シフトファイバ（DSF）での信号光強度の偏差から，本発明の制御を実施した一例を説明する。
利得偏差制御前の状態が，
Pp1_a ＝150mW，Pp2_a ＝150mW，Pp3_a ＝150mW
ΔPsig_BL1 ＝-0.4dB，ΔPsig_BL2 ＝+1.0dB，ΔPsig_BL3 ＝-0.6dB
と，図６，図７，図８に示すように，信号帯域の短波長側と長波長側の信号光強度が小さく，信号帯域の中央付近の強度が大きい場合，波長特性を平坦化するための励起光パワー変化量は，ΔPp1 ＝+54mW，ΔPp2 ＝-89mW，ΔPp3 ＝+63mW と算出される。
この場合，各励起光のパワーは
Pp1_b ＝204mW，Pp2_b ＝61mW，Pp3_b ＝213mW
と算出される。
先に励起光量記憶装置１５ｃに保持した利得偏差制御前の励起光パワー合計量Pp_total_a ＝450mW ，利得偏差制御の過程における励起光励起光パワー合計量は Pp_total_b ＝478mW であることから，利得偏差制御前後の励起光パワー合計量の変化比 Pp_total_ratio は，上記式（１５）を用いて以下のように算出される。
Pp_total_ratio ＝10 × log（Pp_total_b / Pp_total_a）
＝10 × log（478mW / 450mW）
＝0.26 dB
ステップ２−Ｓ６：ステップ２−Ｓ３により算出した励起光パワー量を励起光源群の励起光１，励起光２，励起光３に設定するとともに，励起光源群から出力されて光ファイバ伝送路２に入射される励起光パワーの合計量が，利得偏差制御前後において同量となるようステップ２−Ｓ５で算出した変化比だけ光減衰量可変手段１７の減衰量を制御する。
ステップ２−Ｓ５の具体例では，励起光パワーの変化比Pp_total_ratio ＝0.26dB だけ，利得偏差制御後に励起光パワーが上昇している。
利得偏差制御前後に，光ファイバ伝送路等の増幅媒体に入射される励起光パワーをより同量に保つためには，光減衰量可変手段１７の光減衰量を0.26dB増加させればよい。
図１８に，光減衰量可変手段１７の駆動信号と光減衰量の特性の一例を示す。
ステップ２−Ｓ６の一例として，光減衰量可変手段１７の特性をメモリ等の記憶媒体にあらかじめ保持しておく。利得偏差制御時の前後において，励起光パワー合計量が変化する場合，変化量の比 Pp_total_ratio に応じて，利得偏差制御後の励起光パワーの設定と同時に，光減衰量を制御する。
例えば，先の具体例のように変化量の比 Pp_total_ratio = 0.26dB の場合，図１８に示した特性から，光減衰量を0.26dB変化させた後の光減衰量可変手段１７の駆動信号を算出する。そして，利得偏差制御後の励起光パワーを設定すると同時に，先に算出した駆動信号を光減衰量可変手段１７に与え，光減衰量を0.26dB変化させればよい。
図１９は，図１６に示した本発明に従う第２の実施例の光増幅器における信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎ，出力光強度偏差モニタ回路２２及び，光増幅部１における励起光制御回路１５の詳細構成例を示す図である。
各信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎ，出力光強度偏差モニタ回路２２の構成及びそれらの動作は，図１２に示した第１の実施例の構成例の詳細と同じ構成である。
励起光制御回路１５は，励起光量記憶装置１５ｃ，励起光量算出部１５ｄにより構成される。
励起光量算出部１５ｄでは，出力光強度偏差モニタ回路２２によりモニタした信号光強度偏差から，所望の強度偏差となるような励起光源λp1〜λp3の強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bを算出する。励起光量記憶装置１５ｃは，利得偏差制御前に伝送路に入力される励起光強度の合計量Pp_total_aを保持する。
励起光制御回路１５により算出された利得偏差制御後の励起光強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bとなるよう，デジタルアナログ変換器１１１（DAC1〜DAC3）に励起光源の駆動信号を与える。
λp1,λp2,λp3特性記憶装置では，図１３に示したような伝送路に入力される各励起光λp1,λp2,λp3の強度と，励起光源駆動信号の対応関係を，それぞれ記憶しておき，利得偏差制御の結果算出された励起光強度に応じた駆動信号を，デジタルアナログ変換器１１１に設定してもよい。
また，光減衰量可変手段１７の手前における励起光源λp1〜λp3各々の強度をモニタする手段を備え，上記励起光強度モニタ量が利得偏差制御の結果の励起光強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bとなるよう，デジタルアナログ変換器１１１に励起光駆動信号を与えてもよい。
デジタルアナログ変換器１１１では，励起光制御回路１５より与えられた駆動信号をアナログ成分に変換した後，励起光駆動回路１１２（DRVλp1〜DRVλp3）に与える。励起光源１１３（λp1〜λp3）は，励起光駆動回路１１２から与えられた駆動電流に応じて，励起光を発生させる。
光減衰量制御回路１６は，励起光量記憶装置１５ｃに保持した利得偏差制御前の励起光強度の合計量Pp_total_aと，励起光量算出部１５ｄで算出された利得偏差制御後の励起光強度Pp1_b，Pp2_b，Pp3_bの合計量Pp_total_bを比較し，Pp_total_aとPp_total_bの変化比Pp_total_ratio を算出する。
光減衰量制御回路１６は，更に図１８に示したような，光減衰量と光減衰器駆動信号の関係をメモリ等の記憶装置に記憶しておき，変化比Pp_total_ratioに応じて光減衰量が変化するよう，光減衰量可変手段１７を構成するデジタルアナログ変換器１７１（DACVOA）に駆動信号を与える。
デジタルアナログ変換器１７１は，光減衰量制御回路１６より与えられた駆動信号をアナログ成分に変換した後，光減衰器駆動回路１７２（DRVVOA）に与える。ついで，光減衰器１７２（VOA）は，光減衰器駆動回路１７２から与えられた駆動電気信号に応じて，光減衰量を変化させる。
第２の実施例の別の構成例として，図２０に示すように，励起光制御回路１５と同様に，出力光強度偏差モニタ回路２２を光増幅部１内に備える様に構成してもよい。
［第３の実施例］
本発明は，図９に示すごとき光伝送システムにおける各中継局に備えられるファイバラマン光増幅器（ＦＲＡ：Fiber Raman Amplifier）の構成に特徴を有し，その第３の実施例構成を図２１に示す。
図２１に示した構成例では，図１０に示した第１の実施の形態例に対し，ラマン光増幅部１の出力に直列に接続される光増幅器３０により光増幅された信号光の一部を分岐し，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ，・・・２１ｎで波長毎の信号光強度を検出する。第３の実施例では，ラマン光増幅部１と光増幅器３０による光増幅の足し合わせにより生じる信号光強度の偏差を，出力光強度偏差モニタ回路２２により監視し，励起光制御回路１５により励起光源群を制御する構成に特徴を有している。
図２１においては，光ファイバ伝送路２を利用して信号光を増幅するラマン光増幅器の構成が示され，光増幅部１に，励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃの励起光源群，合波手段１０ａ，１０ｂ，分岐手段１２，励起光制御回路１５を有している。そして，光増幅部１の外側に，信号光分波手段２０，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎ，更に出力光強度偏差モニタ回路２２を有している。さらに，ラマン光増幅部１の出力に直列に接続される光増幅器３０と，光増幅器３０により光増幅された後に信号光の一部を分岐する分岐部３１を有している。
励起光源群は，第１の実施例と同様に，それぞれ波長の異なる複数の励起光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備える。
本発明の実施の形態例の構成では，第１の実施例と同様に，励起光源群は励起光源１１ａが波長λP1，励起光源１１ｂが波長λP２，励起光源１１ｃが波長λP３の３つの励起光グループより構成されているものとする。
例えば，励起光ｎ（ｎ=１〜３）λpｎは，それぞれ波長差の少ない類似した波長の複数の励起光群から構成されてもよい。また，励起光は３つのグループとしたが，４つ以上の複数のグループとしてもよい。
合波手段１０ａは，第１の実施例と同様，励起光源群より発せられる励起光を１本の光ファイバにとりまとめる手段である。合波手段１０ｂは，第１の実施例と同様，励起光を信号光が増幅される光ファイバ伝送路２に入射する手段である。
各信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎは，第１の実施例と同様に，光ファイバ伝送路２を通過する信号光の一部を分岐器１２で分岐した後，更に信号光分波手段２０により，波長に応じて信号光を分岐し，信号光モニタ２１ａ，２１ｂ・・・２１ｎで信号光の強度を検出する機能を備える。
本発明の構成例では，波長に応じて信号光が，それぞれ，λSIG1，λSIG2，・・・，λSIGnのｎ個の成分に分岐されるものとする。
出力光強度偏差モニタ回路２２では，各信号光モニタ２１ａ，２１ｂ〜２１ｎにより検知した各信号光強度に基づいて，信号光強度の平均値との差としての信号光強度の偏差量を算出する。
励起光制御回路１５は，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶する励起光量記憶装置１５ｃと，出力光強度偏差モニタ回路２２で算出された強度偏差量に基づき，所望の信号光強度の偏差量に制御する励起光比算出部１５ｂを備える。
励起光量記憶装置１５ｃでは，利得偏差制御を実施する前の励起光パワーの合計量を記憶するメモリ等の記憶媒体を備える。励起光比算出部１５ｂは，信号光の強度偏差が所定の特性となる各励起光波長のパワー比率を算出する。励起光制御回路１５において，励起光量記憶装置１５ｃに記憶した励起光パワー合計量に対し，励起光比算出部１５ｂで算出した励起光比を配分して，各励起光波長のパワー量を設定する機能を備える。
第３の実施例の特徴は，第１の実施例に対して，ラマン光増幅部１と，直列に接続された光増幅器３０による光増幅の足し合わせにより生じる信号光強度の偏差を，所定の特性とするとともに，利得偏差制御前後で励起光パワーの合計量を増減することなく，信号光のラマン利得を一定に保つことである。
第３の実施例構成において，信号光強度の波長特性を平坦化する場合の処理手順は，図１１に示すフローと同じ手順で実施される。
第３の実施例の別の構成例として，図２２に示すように，ラマン光増幅部１は，第２の実施例に説明した減衰量制御回路１６及び光減衰量可変手段１７を備える様に構成してもよい。かかる第３の実施例の別の構成例においては，信号光強度の波長特性を平坦化する場合の処理手順は，図１７に示すフローと同じ手順で実施される。
上記したように，本発明の第１の実施例では，利得偏差制御前に保持した励起光パワー合計量に各波長の励起光パワー比を配分し，利得偏差制御後の各励起光パワーを設定する。その結果，ラマン光増幅後の信号光パワーの偏差を抑圧するとともに，利得偏差制御前後で励起光パワーの合計量が増減することなく，信号光のラマン利得を一定に保つ利得偏差制御を実施することが可能である。
さらに，本発明の第２の実施例では，利得偏差制御前に保持した励起光パワー合計量と，利得偏差制御により算出された励起光パワー合計量を比較する。利得偏差制御前後の励起光パワー合計量の比だけ光減衰量を変化させる光減衰量可変手段の駆動信号を算出する。そして，利得偏差制御後の励起光パワーを設定すると同時に，先に算出した駆動信号を光減衰量可変手段に与えることにより，ラマン光増幅後の信号光パワーの偏差を抑圧するとともに，信号光のラマン利得を一定に保つ利得偏差制御を実施することが可能である。
さらに，本発明の第３の実施例では，第１の実施例もしくは第２の実施例の構成例のラマン光増幅部に接続される光増幅器の出力光に対して，利得偏差制御を実施する。その結果，ラマン光増幅と光増幅器による光増幅の足し合わせにより生じる信号光強度の偏差を抑圧するとともに，利得偏差制御前後で励起光パワーの合計量が増減することなく，信号光のラマン利得を一定に保つ利得偏差制御を実施することが可能である。
（付記１）
光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
入力信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御回路を有し，
前記励起光制御回路は，前記所定の特性に対応する励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とするラマン光増幅器。
（付記２）
光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
前記ラマン増幅部の外部に，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記所定の特性に対応する励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とするラマン光増幅器。
（付記３）
光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御手段と，
前記所定の特性に対応して励起光強度の制御を実施する前に多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶装置と，
前記励起手段と前記光ファイバ伝送路の間に置かれる可変光減衰器と，
前記励起手段から前記光ファイバ伝送路に供給する励起光強度を，前記記憶装置に保持された励起光強度の合計量に制限する様に，前記可変光減衰器の減衰量を制御する光減衰量制御回路を，
有することを特徴とする光増幅器。
（付記４）
付記１乃至３のいずれかにおいて，
前記信号光を伝送する光ファイバ伝送路の下流側に直列接続された光増幅器を有し，
前記光増幅器内で分波された出力の各波長の信号光の強度を前記モニタでそれぞれモニタするように構成されたことを特徴とするラマン光増幅器。
（付記５）
光ファイバ伝送路と，前記光ファイバ伝送路上に置かれる複数のラマン増幅器を有する光通信システムであって，
前記複数のラマン増幅器のそれぞれは，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御回路を有し，
前記励起光制御回路は，前記所定の特性に対応して励起光強度の制御を実施する前に多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とする光通信システム。
（付記６）
光ファイバ伝送路と，前記光ファイバ伝送路上に置かれる複数のラマン増幅器を有する光通信システムであって，
前記複数のラマン増幅器のそれぞれは，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と， 前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
前記ラマン増幅部の外部に，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記所定の特性に対応して励起光の発光強度を制御する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とする光通信システム。
（付記７）
光ファイバ伝送路と，前記光ファイバ伝送路上に置かれる複数のラマン増幅器を有する光通信システムであって，
前記複数のラマン増幅器のそれぞれは，
前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行なう励起手段と，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
前記信号光モニタで検知した各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，前記励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御する励起光制御手段と，
前記所定の特性に対応して励起光強度を制御する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶装置と，
前記励起手段と前記光ファイバ伝送路の間に置かれる可変光減衰器と，
前記励起手段から前記光ファイバ伝送路に供給する励起光強度を，前記記憶装置に保持された励起光強度の合計量に制限する様に，前記可変光減衰器の減衰量を制御する光減衰量制御回路を，
有することを特徴とする，
ことを特徴とする光通信システム。
（付記８）
付記５乃至７のいずれかにおいて，
前記信号光を伝送する光ファイバ伝送路の下流側に直列接続された光増幅器を有し，
前記光増幅器内で分波された出力の各波長の信号光の強度を前記モニタでそれぞれモニタするように構成されたことを特徴とする光通信システム。
（付記９）
光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器における励起光強度制御方法であって，
多重化される複数波長のそれぞれの励起光強度の合計量を予め記憶手段に保持するステップと，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれ検知するステップと，
前記検知した各信号光の強度における偏差を求めるステップと，
前記求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御するステップを有し，
さらに，前記励起光強度を制御するステップにおいて，
前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記求められた各信号光の強度における偏差比に応じて配分して，各波長の励起光源からの励起光強度を制御する，
ことを特徴とするラマン光増幅器における励起光強度制御方法。
（付記１０）
光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器における励起光強度制御方法であって，
多重化される複数波長のそれぞれの励起光強度の合計量を予め記憶手段に保持するステップと，
ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれ検知するステップと，
前記検知した各信号光の強度における偏差を求めるステップと，
前記求められた信号光の強度における偏差に基づき，所定の特性に対応するように，励起手段を構成する各波長の励起光源からの励起光強度を制御するステップを有し，
さらに，前記励起光強度を制御された励起光源からの励起光を，前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量となるように減衰して前記光ファイバ伝送路に供給するステップを，
有することを特徴とするラマン光増幅器における励起光強度制御方法。
ラマン増幅特性についての説明図である。 従来技術のラマン光増幅器の構成の一例を説明する図である。 ラマン光増幅器が接続される光ファイバと，光ファイバを挟んで隣接する送信・受信光増幅器の一例を示した構成図である。 図３に示した送信光増幅器および受信光増幅器の利得偏差と，光ファイバの光損失の波長特性，および受信光増幅器の後における信号光強度の波長特性を表す図である。 利得偏差制御の概要説明する図である。 従来技術の利得偏差制御の一例についての説明図である。 従来技術の利得偏差制御の一例についての説明図である。 従来技術の利得偏差制御の一例についての説明図である。 本発明のラマン光増幅器が使用される光通信装置として，送信端局と受信端局，複数の中継局から構成される光伝送システムの構成の一例を説明する図である。 第１の実施例のラマン光増幅器の構成例を説明する図である。 第１の実施例の制御部の処理フローを説明する図である。 本発明に従う光増幅器における信号光モニタ，出力光強度偏差モニタ回路及び，光増幅部における励起光制御回路の詳細構成例を示す図である。 励起光源駆動信号と伝送路に入力される励起光出力との対応関係を示すグラフである。 図１２の構成例に対し，他の構成例を示す図である。 第１の実施例における更に他の構成例を示す図である。 第２の実施例のラマン光増幅器の構成例を説明する図である。 第２の実施例の制御部の処理フローを説明する図である。 光減衰量可変手段の駆動信号と光減衰量の特性の一例を示す図である。 図１６に示した本発明に従う第２の実施例の光増幅器における信号光モニタ，出力光強度偏差モニタ回路及び，光増幅部における励起光制御回路の詳細構成例を示す図である。 第２の実施例における更に他の構成例を示す図である。 第３の実施例におけるラマン光増幅器の構成例を示す図である。 第３の実施例における他の構成例を示す図である。
符号の説明
１ 光増幅部
２ 光ファイバ伝送路
３，４ 光増幅器
１０ａ，１０ｂ 合波手段
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 励起光源
１２ 分岐部
１５ 励起光制御回路
１５ａ 利得量監視部
１５ｂ 励起光比算出部
１５ｃ 励起光量記憶装置
１５ｄ 励起光量算出部
２０ 信号光分波手段
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ・・・２１ｎ 信号光モニタ
２２ 出力光強度偏差モニタ回路

Claims (6)

  1. 光ファイバ伝送路に複数の異なる波長の励起光を供給してラマン増幅を行う励起手段と，
    ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
    前記信号光モニタより，各波長の信号光強度の平均値を求める平均値検出手段と，
    前記信号光モニタによる各信号光の強度および前記平均値検出手段による信号光強度の平均値より，各信号光における強度偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
    前記各信号光における強度偏差に基づき，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の異なる波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する励起光制御回路を備え，
    前記励起光制御回路は，前記励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を有し，
    前記励起光制御回路は，前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた前記各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記複数の励起光源から夫々出射される前記複数の異なる波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する，
    ことを特徴とするラマン光増幅器。
  2. 光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行う励起手段と，前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
    前記ラマン増幅部の外部に，
    ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
    前記信号光モニタで検知した各波長の信号光強度に対して，各波長の信号光強度の平均値を求め，前記信号光モニタによる各波長の信号光強度および前記各波長の信号光強度の平均値より，各信号光における強度偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
    前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
    前記励起光制御回路は，前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する，
    ことを特徴とするラマン光増幅器。
  3. 光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行う励起手段と，
    ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
    前記信号光モニタで検知した各波長の信号光強度に対して，各波長の信号光強度の平均値を求め，前記信号光モニタによる各波長の信号光強度および前記各波長の信号光強度の平均値より，各信号光における強度偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
    前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光における強度偏差に基づき，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する励起光制御手段と，
    前記励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶装置と，
    前記励起手段と前記光ファイバ伝送路の間に置かれる可変光減衰器と，
    前記励起手段から前記光ファイバ伝送路に供給する励起光強度を，前記記憶装置に保持された前記多重化された各波長の励起光強度の合計量に制限する様に，前記可変光減衰器の減衰量を制御する光減衰量制御回路を，
    有し，
    前記励起光制御手段は，前記記憶装置に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御することを特徴とする光増幅器。
  4. 光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行う励起手段と，前記励起手段に対し，前記励起光の発光強度を制御する励起光制御回路を有するラマン増幅部と，
    前記ラマン増幅部の信号光伝送方向の下流側に光増幅器が接続され，
    前記ラマン増幅部の外部に，
    前記ラマン増幅部と前記光増幅器の双方により光増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
    前記信号光モニタで検知した各波長の信号光強度に対して，各波長の信号光強度の平均値を求め，前記信号光モニタによる各波長の信号光強度および前記各波長の信号光強度の平均値より，各信号光における強度偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路を有し，
    前記ラマン増幅部の励起光制御回路は，前記励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
    前記記憶手段に保持された励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する，
    ことを特徴とするラマン光増幅器。
  5. 光ファイバ伝送路と，前記光ファイバ伝送路上に置かれる複数のラマン増幅器を有する光通信システムであって，
    前記複数のラマン増幅器のそれぞれは，
    前記光ファイバ伝送路に複数の波長の励起光を供給してラマン増幅を行う励起手段と，
    ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれモニタする信号光モニタと，
    前記信号光モニタで検知した各波長の信号光強度に対して，各波長の信号光強度の平均値を求め，前記信号光モニタによる各波長の信号光強度および各波長の信号光強度の平均値より，各信号光の強度における偏差を求める出力光強度偏差モニタ回路と，
    前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた信号光における強度偏差に基づき，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する励起光制御回路を有し，
    前記励起光制御回路は，前記励起光強度の制御を実施する前に，多重化される各波長の励起光強度の合計量を保持する記憶手段を備え，
    前記励起光制御回路は，前記記憶手段に保持された前記多重化された各波長の励起光強度の合計量を，前記出力光強度偏差モニタ回路で求められた各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数の波長の励起光に対する励起光強度を制御する，
    ことを特徴とする光通信システム。
  6. 光ファイバ伝送路のラマン増幅効果を利用して信号光強度を増幅するラマン光増幅器における励起光強度制御方法であって，
    多重化される複数波長のそれぞれの励起光強度の合計量を予め記憶手段に保持するステップと，
    ラマン増幅された信号光に含まれる各波長の信号光の強度をそれぞれ検知するステップと，
    前記検知した各波長の信号光強度に対して，各波長の信号光強度の平均値を求め，前記信号光モニタによる各波長の信号光強度および各波長の信号光強度の平均値より，各信号光における強度偏差を求めるステップと，
    前記求められた信号光における強度偏差に基づき，励起手段を構成する複数の励起光源から夫々出射される前記複数波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御するステップを有し，
    さらに，前記励起光強度を制御するステップにおいて，
    前記記憶手段に保持された前記多重化された複数波長のそれぞれの励起光強度の合計量を，前記求められた各信号光における強度偏差の比に応じて配分して，前記複数の励起光源から夫々出射される前記複数波長の励起光に対する励起光強度を夫々制御する，
    ことを特徴とするラマン光増幅器における励起光強度制御方法。
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