JP5135849B2

JP5135849B2 - 利得制御装置，光伝送装置および光増幅器の利得制御方法

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Publication number: JP5135849B2
Application number: JP2007092778A
Authority: JP
Inventors: 美紀尾中; 秀昭杉谷; 靖菅谷; 悦子林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: US20080239469A1; JP2008252645A; US7843631B2

Description

本発明は、利得制御装置，光伝送装置および光増幅器の利得制御方法に関し、特に、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）に代表される光ファイバ増幅器を多段に設けて長距離化を図るＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）光伝送システムに用いて好適な技術に関する。

近年、ＷＤＭ光伝送システムの一例として、地方の拠点都市間を結ぶ、任意のノードで任意波長の光信号を挿抜（アド／ドロップ）可能なメトロコアシステムが注目されている。図７はメトロコアシステムの構成例を示すブロック図で、この図７に示すシステムは、複数の光伝送装置としてのＯＡＤＭノード１００が伝送路（光ファイバ）１１０を介してリング状に接続されて、各ＯＡＤＭノード１１０で、それぞれ、任意波長（チャンネル）の信号光を伝送路１１０へ挿入（アド）したり、伝送路１１０を伝送されるＷＤＭ信号光のうち任意波長の信号光を分岐（ドロップ）したりすることができるようになっている。

また、各ＯＡＤＭノード１００は、信号光の分岐および挿入を行なうＯＡＤＭ部１０１とともに、ＯＡＤＭ部１０１の前段および後段にそれぞれ適宜設けられるプリアンプとしての前置光増幅部１０２ａおよびポストアンプとしての後置光増幅部１０２ｂ（以下、区別しない場合には光増幅部１０２と称する）をそなえており、これらの光増幅部１０２での増幅作用を通じて、隣接するＯＡＤＭノード（以下、単に「ノード」ともいう）１００間の信号光レベルの損失を補償して伝送距離の長距離化が図られている。

さらに、このように任意のノード１００で信号光をアド／ドロップするシステムでは、システム中（伝送路１１０）を伝送する信号波長数（以下、伝送波長数ともいう）が動的に変化するため、この波長数変動に対して、各波長（チャンネル）の出力光パワーを一定に保持（波長に対する利得平坦性を維持）するために、通常、上記光増幅部１０２には、利得一定制御（ＡＧＣ）機能を有するＡＧＣアンプ１２０が適用される。

ここで、ＡＧＣアンプ１２０は、例えば図８に示すように、ＥＤＦＡ１２１，ＥＤＦＡ１２１の入出力光の一部をそれぞれ分岐する光カプラ等の光分岐部１２２，１２３，光カプラ１２２，１２３によって分岐した光のパワー〔つまり、ＥＤＦＡ１２１の入出力光パワー〕をモニタするＰＤ１２４，１２５，およびＰＤ１２４，１２５でモニタしたパワー比が一定となるようにＥＤＦＡ１２１への励起光パワーを制御する利得一定制御部１２６をそなえて構成される。尚、ＥＤＦＡ１２１は、図示しない増幅媒体としてのＥＤＦ，励起光源および励起光源からの励起光をＥＤＦの前段又は後段から供給するための合波部をそなえている。

さて、上述の図７に示すシステムにおいて、例えば図９（Ａ）に示すように、あるノード１００（１００Ａ）から多数（例えば、３９波長）の光信号がアドされ、次のノード１００（１００Ｂ）から別の１波の光信号がアドされる状況を考える。このような状況で例えば図９（Ｂ）に示すごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間に、光伝送パスのダイナミックな再構築や人為的ミス、ファイバ切断、コネクタ抜けなどの障害が発生した場合、ノード１００Ｂでアドされた信号光のみが残留する（つまり、伝送波長数が急激に変化する）ことになる。この時、例えば図１０（Ａ）に示すごとく、ノード１００（１００Ｃ）配下の信号受信端における残留光信号のパワーレベルが変化する現象が発生する。

なお、上記「信号受信端」とは、例えば図１６に示すように、ノード１００（図８（Ａ）では１００Ｃ）で分岐したドロップ光を受光して電気信号に変換する光／電気変換（Ｏ／Ｅ）機能を具備する光受信器１３１を意味し、以下の説明においても同様である。また、「信号送信端」とは、送信信号（電気信号）を光信号に変換する電気／光変換機能（Ｅ／Ｏ）を具備する光送信器１３２を意味する。尚、光送信器１３２からの光信号はノード１００（図９（Ａ）では１００Ａ，１００Ｂ）においてアド光としてＷＤＭ信号光に挿入される。

さて、上記信号光パワー変化には、例えば図１０（Ｂ）に示すように、主に３つの要因、即ち、(1)スペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ），(2)利得（波長）偏差及び(3)誘導ラマン散乱（ＳＲＳ：Stimulated Raman Scattering）効果によるものがある。以下それぞれについて説明する。
(1)ＳＨＢ
１つ目の要因であるＳＨＢは、ＥＤＦＡ１２１のごとき光増幅器において光増幅を行なう際に生じる物理現象で、短波長側の光信号パワーが低下するという特徴がある。即ち、例えば図１１に示すごとく、ＥＤＦＡ１２１においてＣバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）の１波（例えば、１５３８ｎｍ）の光信号を増幅すると、その信号波長近辺のＥＤＦＡ利得が低下する（これをメインホールと呼ぶ）とともに、１５３０ｎｍ付近のＥＤＦＡ利得も低下する（これをセカンドホールと呼ぶ）という現象が生じる。

そして、Ｃバンド内ではメインホールは短波長側ほど深く（利得低下量が大きく）、また、光信号入力パワー高いほどメインホール及びセカンドホールともに深くなるという特徴をもつ。かかるＳＨＢは、多波長の信号光が入力されている状態では平均化されるためその影響は小さいが、入力波長数が少なくなるほどその影響が大きくなる。
そのため、例えば図１０（Ｂ）中の（１）欄及び図１２（Ａ）に示すように、上述のごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間で障害が発生したために、ノード１００Ａから挿入されている波長の信号光が欠落し、ノード１００Ｂで挿入される波長の信号光のみが残留した場合（図１０（Ａ）の時点ｔ０参照）、ノード１００Ｂ中の後置光増幅部１０２ｂをなすＥＤＦＡ１２１の利得が、短波長側の残留信号光ほど低下し（−ΔＰ）、これに伴って出力光パワーも低下するという現象が発生する。

図１０（Ｂ）中の（１）欄に示す例においては、（ノード１００Ｂで挿入されている）短波長側の一波λａおよび長波長帯Ｌが残存する一方、λａよりも長波長に配置される（ノード１００Ａで挿入されている）中間波長帯Ｍが欠落することとなると、長波長側の波長帯Ｌにおける出力光パワーに比べて短波長側の残存波長λａの信号光の出力光パワーがΔＰだけ落ち込むことを示している。

このように光増幅部１０２で増幅される波長帯に変動が生じた場合の変動後の残存信号光が受けるＳＨＢの影響は、残存信号光の波長数およびその配置によって変動することが知られている。即ち、信号波長数及び配置に応じて、ＳＨＢによる光増幅部１０２での利得の変動量が変化する。なお、ＳＨＢの詳細については、後記の非特許文献１〜３に記載がある。

(2)利得偏差
２つ目の要因である利得（波長）偏差はＡＧＣアンプ１２０として構成される光増幅部１０２（１０２ａ，１０２ｂ）で生じる現象である。即ち、光増幅部１０２は、上述したように信号光の平均利得を一定に保つ制御（ＡＧＣ）を行なっており、偏差の生じている波長が残留すると、その信号光の利得を目標利得に合わせるよう動作するため、例えば図１０（Ｂ）中の（２）欄に示すように、残留光信号についての光増幅部１０２からの出力光パワーに変化（この場合は＋ΔＰ）が生じるのである。つまり、この場合には、信号波長数及び配置に応じて光増幅部１０２での動作点が変化し、利得スペクトルが変化するのである。

ノード１００Ａ，１００Ｂ間での障害が発生する前において、本来波長ごとの信号光では均一なレベルの信号光が入力されている場合であっても、ノード１００ＢにおけるＡＧＣアンプ１２０としての後置光増幅部１０２ｂにおいては、ＥＤＦＡ１２１（図８参照）が有する利得波長特性によって、（２）欄中左側のようなパワー分布のＷＤＭ信号光がＥＤＦＡ１２１から出力されるようになっている。図１０（Ｂ）中の（２）欄に示す例においては、ＥＤＦＡ１２１で増幅されたＷＤＭ信号光の波長成分のうちで障害発生前においてＡＧＣ制御の目標となる出力パワーよりも小さい出力パワーを有する波長λｂが障害発生時に残存する場合を示している。

すなわち、ＡＧＣ制御が行われている際に、ノード１００Ａ，１００Ｂ間で生じた障害により、λｂ以外の（ノード１００Ａで挿入されている）全波長帯Ｂが欠落する一方、（ノード１００Ｂで挿入されている）中間波長の一波λｂが残存することとなると、ノード１００Ｂの後置増幅部１０２ｂでは、利得一定制御部１２６において目標利得（動作点）が引き上げげられて、当該残存する波長帯λｂの信号光の増幅後の光パワーを、ＡＧＣ制御の目標となる光パワーを得ている。従って、当該波長λｂの信号光についてみれば、波長配置が変動する前に比べてΔＰだけ増大することになる。

(3)ＳＲＳ効果
３つ目の要因であるＳＲＳ効果は、伝送路１１０（図７参照）で生じる現象である。このＳＲＳ効果を利用した光増幅器がラマン増幅器である。一般的なシングルモードファイバのＳＲＳは例えば図１３に示すごとく、励起光波長から約１３THｚ低周波側（励起光波長が１４００ｎｍ付近にある場合は約１００ｎｍ長波長側）に利得ピークを有するという特徴があるため、励起光波長を選ぶことで任意波長帯域の光信号増幅が可能になる。ただし、この図１３に示されるように、ピンポイント波長での増幅が可能なわけではなく、その増幅（利得）特性には波長に対して或る程度の広がりがあるため、励起光波長付近でも増幅現象が発生する。

つまり、ＷＤＭ光信号が伝送路１１０を伝送される場合には、短波長側の信号光パワーが励起光パワーとなり、長波長側の信号光を増幅する。結果として図１４に示すごとく長波長側ほど信号光パワーが大きくなるという現象が発生するのである。このため、上述のごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間で障害が発生したために１波長の信号光のみが残留した場合、図１０中の（３）欄及び図１２（Ｂ）に示すように、長波長側の残留信号光ほど短波長側からパワーを奪うことができなくなりパワー（利得）低下（−ΔＰ）が生じる。つまり、信号波長数及び配置に応じてＳＲＳの効果が変化するのである。

このように、伝送路１１０を伝送されるＷＤＭ信号光の波長数が大きく変動すると、上述したようなＳＨＢ，利得偏差及びＳＲＳの影響を受けて、残留信号光（残留チャンネル）の出力光パワーが変化する。ＯＡＤＭ部１０１内においては、フィードバック制御により各波長の信号光のレベルを調整する機能をそなえることができ、このようなフィードバック制御によって上述の信号光波長数および配置の変動による出力光パワーの変化に対応することができる。

しかしながら、このような各波長対応のフィードバック制御は、通常は図１０（Ａ）に例示するように、波長数が変動してから（時点ｔ０）、定常的に機能するまでに（時間ｔ２参照）相当の時間を要する。従って、図１０（Ａ）における時間ｔ１に示すような、波長数が変動した後の過渡的な出力光パワーの変動についてまでは抑制させることは事実上困難である。

そして、このような出力光レベルの過渡的な変動は、各ノード１００、各伝送路１１０あたりの変化量はそれほど大きくなくても、同様のＡＧＣを行なう光増幅器１０２を多段に設けたシステムでは、一箇所の光増幅部１０２で生じるパワー変動の特性が累積する。例えば図１５に示すように、各光増幅部１０２及び伝送路１１０で生じるチャンネルあたりの負側の出力光パワー変化（−ΔＰ）が、スパン数の増大、即ち通過する光増幅器の段数の増大によって累積されていく。この図１５の例においては、負側の出力パワー変動が即ちスパン数の増大によって大きくなることを示している。

伝送距離が短く、光増幅器の段数が少ない従来の光伝送システムではこの変動は微小であり問題とならなかったが、今後、システムの長距離化に伴う光増幅器段数の増加が進むと、この図１５に示すように、信号受信端での光信号パワーが受信許容範囲を超えてしまい、伝送エラーが生じる可能性がある。換言すれば、それぞれＯＡＤＭ機能を有する複数のノード１００で中継伝送される波長多重光伝送システムにおいて、１箇所の伝送路区間での障害の発生により他の伝送路区間の通信に影響を及ぼす場合があるのである。

その他、本願発明に関連する技術として、下記の特許文献１〜４に記載された技術もある。
特許文献１および２には、光増幅器に入力される信号光から一部をモニタ光として分岐した光を波長分波器（ＤＥＭＵＸ）に入力して波長毎に分波することにより、伝送波長数をカウントするものである。具体的に、特許文献１の技術では、光増幅器の入力光を波長毎にモニタし、そのモニタ値と波長数の変化に応じて光増幅器の出力に設けられた可変光減衰器の減衰量を調整して出力光パワーを一括制御することが行なわれる。これに対し、特許文献２の技術は、ＥＤＦ等の光増幅用ファイバを多段接続した光増幅器において、前段の光増幅用ファイバへの入力光から検知した信号光パワー及び波長数と、後段の光増幅用ファイバの出力光から検知した信号光パワーとに基づいて各光増幅用ファイバへの励起光パワー及び各光増幅用ファイバの段間に設けられた可変光減衰器の減衰量を調整することで、光増幅器全体の利得及び利得スペクトルを制御するものである。

また、上述した光増幅器出力の変化（信号光の波長特性の偏差）を補償（平坦化）するための技術としては、ダイナミック利得等化器（ＤＧＥＱ）や、下記特許文献３，４により提案されている技術もある。特許文献３の技術は、光サーキュレータと光反射器と可変光アッテネータとＷＤＭカプラとを有し、ＷＤＭカプラにより分波された複数の信号光（波長）毎に利得等化を行なうものである。また、特許文献４の技術は、長周期構造の複数のグレーティングと、これらのグレーティング毎に減衰率を調整する調整部（ピエゾ変換器及びピエゾ制御回路）とを有する可変利得平坦化器に関するものである。
特開２００１−１６８８４１号公報特開２００３−２５８３４８号公報特開平１０−１７３５９７号公報特開平１１−３３７７５０号公報 Masato NISHIHARA,et.al., "Characterization and new numericalmodel of spectral hole burning in broadband eribium-doped fiber amplifier", 2003 Optical Society of America. Masato NISHIHARA,et.al., "Impact of spectral hole burning inmulti-channel amplification of EDFA", 2004 Optical Society of America. Maxim Bolshtyansky, "Spectral Hole Burning in Erbium-Doped Fiber Amplifiers", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.21, NO.4, APLIL 2003.

しかしながら、上述のＯＡＤＭ部１０１内のレベル調整機能や、特許文献３に記載された技術においては、受信ＷＤＭ信号光を波長毎に分波し、波長毎の可変光減衰器によって波長毎に光パワーの調整を行なうため、装置規模が増大しコストも高くなる。特に、高速応答特性を得るために、高速動作するＶＯＡを用いようとすると、当該ＶＯＡは高価なため、波長数分だけ用意すると、さらにコストが増大してしまう。まして、コスト面での制約から比較的安価な低速動作のＶＯＡでは、上述の過渡的な出力光パワーの変動を抑制することができない。

さらに、上述したダイナミック利得等化器は、応答速度が約３０ｍｓと比較的低速であり、コストも数１００万円と高く、また、挿入損失も大きい(〜５ｄＢ程度）等の課題があるため、システムへの導入は現実的でない。また、上記特許文献４の技術では、ピエゾ制御回路によりピエゾ変換器を制御してグレーティングに加える圧力を変化させることによって、複数のグレーティングの特性を個別に変化させてグレーティングを透過する光の減衰率を可変可能であるが、グレーティングに対する圧力変化という物理的な制御を行なうため、やはり応答速度が低速である。

特許文献１，２に記載された技術においても、上述のごとき波長数変動に起因したＥＤＦＡ１２１の利得波長特性の過渡的な変動、ひいては出力光レベルの過渡的な変動を抑制するものではない。
本発明は、以上のような課題に鑑み創案されたもので、信号光レベルの変動、特に波長多重信号光の波長数変動に起因した光増幅器の出力光パワーの変動を高速に抑圧することを目的とする。

（１）このため、本件の利得制御装置は、入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴としている。

本発明では、波長多重信号光の波長数が少ないほどに信号光の利得が増加もしくは減小される光増幅器を特徴とする。信号波長数の変化後の信号波長数が少ないほど、トータルパワーの変化が大きいために補償すべき信号波長数変化時の出力光パワーの変動量が大きくなる傾向があるためである。
波長数最大時に比べて波長数１での利得増減量は、上述の過渡的な出力光パワーの変動の主要因であるＳＨＢ，利得偏差、ＳＲＳによって定めれば良い。これにより、例えば、各ノード毎に配置された光増幅器に本発明を適用すれば、出力光パワーの変動を各ノードごとに補償できる。なお、波長数に対する信号光利得の増加もしくは減少の変化量は、波長数だけでなく、信号波長帯域、伝送路の種類のシステム条件などによって異なる。なぜなら、このようなシステム条件によって補償すべき出力光パワーの変動量が異なるからである。従って、この波長数に対する信号光利得の増加もしくは減少の変化量を小さくしすぎると、出力光パワー変動量の補償が足りなくなる。一方で大きくしすぎると、信号波長数の変化の波長条件によっては、受信機の入力上限超過などを引き起こし伝送特性を劣化させる。そこで、光増幅部として適用される光伝送装置の構成や、適用される波長多重光伝送システムの特性などから、少数波長時の出力光パワー変動の特性について、あらかじめ把握しておき、それを補償するのに必要最小の値が好ましい。例えば、ノード間で生じる出力変動が、およそ＜１ｄＢ（１ｄＢよりも小）ならば、本発明を適用する光増幅器の利得増減の最大量もおよそ＜１ｄＢ（１ｄＢよりも小）とするのが好ましい。

波長数に対する信号光利得の増加もしくは減少の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することが好ましい（図２（Ａ），図２（Ｂ））。理由は、信号波長数が多い場合で利得増加すると、光増幅器の所要励起光パワー増加などの問題があり、信号波長数が多い場合での利得増加を極力抑える必要がある。また、信号波長数が少なくなるにつれ、信号波長数変化時の出力光パワーの変動量も連続的に大きくなる。そこで、図２(Ａ），図２（Ｂ）に示すように、波長数が少ない領域における利得増減量は、信号波長数に応じて連続的に変化させる。

図２（Ｃ），図２（Ｄ）に示す信号光利得について増加（Ａ１）ないし減少（Ａ２）の態様においては、信号波長数最大ｎｍａｘのときの利得値Ｇ１から線形的、もしくは飽和傾向にあるので、図２（Ａ），図２（Ｂ）に比べて、信号波長数が多い場合の利得が大きくなる。所要励起光パワー増加の問題があるため好ましくない。
従来例として、特願平１１−２５６４３８（特開２００１−０８６０７１号公報）がある。ｎ（波長数）＜ｎｍａｘ（波長数最大）のとき、Ｐｔ（トータル出力パワー）＞Ｐｍａｘ（最大トータル出力パワー）×ｎ／ｎｍａｘと制御することでチャネル増減の影響による既存チャネルの利得不足を低減することを特徴とした光増幅器である。上式Ｐｔ＞Ｐｍａｘ×ｎ／ｎｍａｘから、不等号記号によりｎｍａｘ（波長数最大）のときよりも、波長数ｎではＰｔを大きい値にするが、そのＰｔの値に信号波長数依存性はない。例えば波長数がｎ，ｎ−１，ｎ−２・・・１の場合に、上式Ｐｔ＞Ｐｍａｘ×ｎ／ｎｍａｘから、ひとつの信号光あたりのＰｔはほぼ一定量となる。従って、特願平１１−２５６４３８は本発明とは異なるものであり、本発明のような所要励起光パワー低減を実現しつつ、チャネル数変動時の利得増減量を精度よく低減させる効果は得られない。

（２）また、本件の他の利得制御装置は、入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、前記波長多重信号光の波長数が、設定された閾値よりも大きい場合には、実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴としている。
（３）さらに、該目標利得算出部を、前記光増幅器で増幅される波長多重信号光の波長数情報を取得する波長数情報取得部と、該波長数情報取得部で取得した波長数情報に基づいて、前記光増幅器での増幅における前記目標利得を算出する算出部と、をそなえることとしてもよい。

（４）また、本件の光伝送装置は、波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光についてパワー調整を行なう信号光処理部と、該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、該利得制御部が、前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値、のいずれかを該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴としている。
（５）なお、前記目標利得算出部は、前記波長多重光伝送システムに光学的に接続されている光受信器のＳＮ耐力または入力下限耐力が予め設定された第１閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値になるように算出し、前記光受信器の入力上限耐力が予め設定された第２閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値になるように算出することとしてもよい。
（６）さらに、本件の他の光伝送装置は、波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光についてパワー調整を行なう信号光処理部と、該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、該利得制御部が、前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい場合には、実質的に一定の利得値を該光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴としている。

（７）また、本件の光増幅器の利得制御方法は、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出し、前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴としている。
（８）さらに、本件の他の光増幅器の利得制御方法は、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい場合には、実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出し、前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴としている。

このように、本発明によれば、目標利得算出部により、信号光レベルの変動、特に波長多重信号光の波長数変動に起因した光増幅器の出力光パワーの変動を高速に抑圧することができるので、光増幅器の更なる多段化を可能として、伝送距離の長距離化を図ることができる利点がある。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としての波長多重光伝送システムに適用される光伝送装置を示す図である。本実施形態における光伝送装置１は、前述の図７に示すＯＡＤＭノード１００に代えて、光伝送路１１０を介してリング状に接続されて波長多重光伝送システムを構成することができる。そして、本実施形態の光伝送装置１は、前述の図７に示す光伝送装置１００に比して、前置および後置の光増幅部１０ａ，１０ｂの構成が図７の場合（図８参照）とは異なっている。

すなわち、本実施形態にかかる光伝送装置１は、前述の図７（図８）に示すもの（符号１０２ａ，１０２ｂ，１２０参照）とは異なる構成の前置および後置の光増幅部１０ａ，１０ｂをそなえるとともに、前述の図７に示すもの（符号１０１参照）と基本的に同様のＯＡＤＭ部２０をそなえている。
ここで、プリアンプとしての前置光増幅部（光増幅装置）１０ａは、光伝送路１１０を介して入力された、上流側に接続された光伝送装置１（図１中では図示省略）からの波長多重信号光について増幅してＯＡＤＭ部２０に出力する。ＯＡＤＭ部２０では、前置光増幅部１０ａからの波長多重信号光について分岐挿入処理を行なって下流側の光伝送路１１０に送出すべき波長多重信号光を後置増幅部１０ｂに出力する。更に、ポストアンプとしての後置増幅部（光増幅装置）１０ｂは、ＯＡＤＭ部２０にて分岐挿入処理が行なわれた波長多重信号光について増幅してから下流側の光伝送路１１０に出力する。

したがって、上述のＯＡＤＭ部２０は、波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光について処理を行なう信号光処理部である。そして、このＯＡＤＭ部２０においては、前述の図７に示すもの（符号１０１参照）と同様に、分岐挿入処理を行なう機能に加え、チャンネル単位でのレベル調整機能を兼ね備えている。

また、上述の前置光増幅部１０ａおよび後置光増幅部１０ｂは、ともに同様の構成を有しており、前述の図９（Ｂ）に示すような障害発生による信号光波長数の変動に伴って出力光パワーが変動することを抑制できるようになっている。ここで、これらの前置光増幅部１０ａおよび後置光増幅部１０ｂは、光入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器としてのＥＤＦＡ１１をそなえるとともに、ＥＤＦＡ１１の利得を制御する利得制御部（利得制御装置）１９をそなえている。尚、以下においては前置光増幅部１０ａおよび後置光増幅部１０ｂについて、それぞれを区別しない場合には、単に光増幅部１０と称する。

また、利得制御部１９は、光カプラ１２，１３，フォトダイオード１４，１５，波長数情報取得部１６，算出部１７および制御信号出力部１８をそなえている。ＥＤＦＡ１１は、上述したように、入力される波長多重信号光について励起光により増幅するものであり、図示しない増幅媒体としてのＥＤＦ，励起光源および励起光源からの励起光をＥＤＦの信号光伝送方向の上流側（前段）又は下流側（後段）から供給するための光合波部をそなえている。又、光カプラ１２，１３はそれぞれ、図８に示す光カプラ１２２，１２３に相当するもので、光増幅部１０に入力，出力される波長多重信号光の一部を分岐するものである。

さらに、フォトダイオード１４は、光カプラ１２を通じて入力された波長多重信号光の光パワーに応じた電気信号を出力するもので、このフォトダイオード１４により、ＥＤＦＡ１１に入力される（ＥＤＦＡ１１での増幅前の）波長多重信号光の光パワーをモニタすることができる。同様に、フォトダイオード１５は、光カプラ１３を通じて入力された波長多重信号光の光パワーに応じた電気信号を出力するもので、このフォトダイオード１５により、ＥＤＦＡ１１から出力される（ＥＤＦＡ１１での増幅後の）波長多重信号光の光パワーをモニタすることができる。

また、波長数情報取得部１６は、ＥＤＦＡ１１で増幅される波長多重信号光の波長数情報を取得するものである。具体的には、ＥＤＦＡ１１に入力される波長多重信号光の分岐光について波長多重されるチャンネルに相当する波長間隔で分波して、それぞれの分波光についてモニタすることにより、波長数をカウントするようになっている。この波長数情報取得部１６での波長数取得のための構成については、前述の特許文献１等においても記載されている。

なお、波長数情報取得部１６においては、ＥＤＦＡ１１に入力される波長多重信号光の分岐光から波長数情報を取得しているが、ＥＤＦＡ１１から出力される波長多重信号光からも同様に取得することができる。更には、ＯＡＤＭ部２０にそなえられるチャンネルごとの信号光のモニタ機能から取得するようにしてもよい。この場合においては、前置光増幅部１０ａにおける波長数情報取得部１６においては、ＯＡＤＭ部２０に入力される（分岐挿入処理の前段の）波長多重信号光におけるチャンネルごとの信号光についてのモニタ結果を取り込んで波長数情報を取得することができる。又、後置光増幅部１０ｂにおける波長数情報取得部１６においては、ＯＡＤＭ部２０から出力される（分岐挿入処理後の）波長多重信号光におけるチャンネルごとの信号光のモニタ結果を取り込んで波長数情報を取得することができる。

上記に幾つか例を挙げたが、波長数情報の入手するための手段は本発明では限定しない。
また、算出部１７は、ＥＤＦＡ１１に入力される波長多重信号光の光パワーのモニタ結果をフォトダイオード１４から取り込むとともに、波長数情報取得部１６で取得した波長数情報に基づいて、ＥＤＦＡ１１で増幅される波長数に応じた目標利得を計算するようになっている。具体的には、図２（Ａ）に示すように、波長多重信号光の波長数に応じて、波長数最大で一定の利得値Ｇ１から、当該波長数に応じて指数関数的に連続的に信号光の利得が変化するように、利得値を増大（図２(Ａ）中の点線Ａ１参照）又は減少（図２（Ａ）中の実線Ａ２参照）した値をＥＤＦＡ１１の目標利得として算出するようになっている。

また、図２（Ｂ）に示すように、波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値Ｓよりも大きい又は閾値Ｓ以上の場合には、実質的に一定の利得値Ｇ１をＥＤＦＡ１１の目標利得として算出する一方、波長多重信号光の波長数が閾値Ｓ以下又は閾値Ｓよりも小さい場合には、当該波長数に応じて利得値を増大（図２（Ｂ）中の点線Ａ１参照）又は減少（図２（Ｂ）中の実線Ａ２参照）した値をＥＤＦＡ１１の目標利得として算出するようになっている。

したがって、上述の波長数情報取得部１６と算出部１７とにより、目標利得算出部を構成する。
なお、上述の閾値Ｓとしては、波長多重光伝送システムにおける波長多重信号光として伝送可能な全波長数における２５パーセント程度以下の数に設定することができる。
制御信号出力部１８は、算出部１７で算出された目標利得となるようにＥＤＦＡ１１に対して制御信号を出力するものである。尚、本実施形態における制御信号出力部１８のように、ＥＤＦＡ１１を自動利得一定制御（ＡＧＣ制御）することもでき、この場合においては、自動利得一定制御の目標となる利得を算出部１７から受け取るようになっている。

制御信号出力部１８は、上述のＡＧＣ制御のため、ＥＤＦＡ１１に入力される波長多重信号光の光パワーのモニタ結果をフォトダイオード１４から、ＥＤＦＡ１１から出力された波長多重信号光の光パワーのモニタ結果をフォトダイオード１５から、それぞれ入力されて、ＥＤＦＡ１１での波長多重信号光についての増幅利得であるＥＤＦＡ１１での入出力パワー比を、算出部１７で算出された値とするように、ＥＤＦＡ１１における図示しない励起光源を駆動すべく制御信号を出力するようになっている。

上述した算出部１７で算出された目標利得でＡＧＣ制御を行なっているので、波長多重光伝送システムにおける多重可能な全チャンネル数に対して２５パーセント程度以下のチャンネルからなる波長多重信号光が伝送されている場合（比較的少数波長時）には、当該２５パーセント程度よりも多数のチャンネルからなる波長多重信号光が伝送されている場合（比較的多波長時）と比べて、ＥＤＦＡ１１から出力される信号光の出力光パワーを大きくしたり（図３（Ｃ）の上段参照）、ＥＤＦＡ１１から出力される信号光の出力パワーを小さくしたり（図３（Ｃ）の下段参照）することができる。

従来においては、ＥＤＦＡの利得をＡＧＣ制御する際には、図３（Ａ）の「従来」欄に示すように、波長多重信号光の波長数にかかわらず（上述のごとき比較的少数波長時や比較的多波長時であっても）、ＥＤＦＡ１１に与えられる利得は一定となるようにしている。したがって、前述のＳＨＢや利得偏差やＳＲＳについての影響を考慮にいれなければ、図３（Ｂ）に示すように、出力パワーについても一定となるような利得に設定されていることになる。特開２０００−２３２４３３号公報においても、同様の態様でＥＤＦＡを制御することが記載されている。

しかしながら、前述したように、波長多重光通信システムにおけるスパン数の増大や伝送距離の増大に対する要求が近年強まっているので、この要求に対応する光増幅装置構成を提供するには、ＳＨＢ，利得偏差およびＳＲＳについての影響を考慮したものとする必要が生じている。そこで、本実施形態においては、上述の比較的多波長時においては、実質的に一定の利得値Ｇ１をＥＤＦＡ１１の目標利得として算出する一方、比較的少数波長時においては、当該波長数に応じて信号光の利得値（出力）を増大（図２（Ａ），図２（Ｂ）中の点線Ａ１参照）又は減少（図２（Ａ），図２（Ｂ）中の実線Ａ２参照）した値をＥＤＦＡ１１の目標利得として算出するようになっている。

なお、少数波長時におけるＳＨＢ，利得偏差およびＳＲＳのそれぞれが、光伝送装置１をなすＥＤＦＡ１１の出力光パワー変動に与える影響の大きさは、当該波長多重伝送システムにおける特性や実際の光伝送装置の構成等によっても変動する。従って、光増幅部１０として適用される光伝送装置１の構成や、適用される波長多重光伝送システムの特性などから、少数波長時の出力光パワー変動の特性についてあらかじめ把握しておく。

さらに、例えば、システムで用いている受信機の特性として、ＳＮ耐力／入力下限耐力が乏しい場合には、信号光の利得（出力）を増加させる方向に制御するのが好ましい。一方、入力上限耐力が乏しい場合には、信号光の利得（出力）を減少させる方向に制御するのが好ましい。
これにより、当該把握した少数波長時の出力光パワー変動の特性に応じて、算出部１７を、図３（Ｃ）の上段に示すように、当該波長数に応じて目標利得値が増大する値を算出結果として得られるように構成したり、図３（Ｃ）の下段に示すように、当該波長数に応じて目標利得値が減少する値を算出結果として得られるように構成したりすることができる。

上述のごとく構成された波長多重光伝送システムにおける光伝送装置１では、上流側の光伝送路１１０を通じて入力された波長多重信号光について増幅し、ＯＡＤＭ部２０において前置増幅部１０ａから入力される波長多重信号光についてチャンネルごとに信号光の挿抜が行われて、後置増幅部１０ｂにおいて増幅された後に下流側の光伝送路１１０に伝送される。

このとき、光伝送装置１をなす前置増幅部１０ａおよび後置増幅部１０ｂにおいては、入力される波長多重信号光の波長数によって生じうる（特に比較的少数波長数である場合に顕著な）出力光パワーの変動を、以下のような、算出部１７で算出する目標利得に従った利得制御を通じて抑制させている。
すなわち、光増幅部１０の利得制御部１９をなす波長数情報所得部１６で、ＥＤＦＡ１１で増幅される波長多重信号光の波長数情報を取得するとともに、算出部１７で、ＥＤＦＡ１１に入力される波長多重信号光のパワーをモニタした結果をフォトダイオード１４から取り込む（図４のステップＡ１）。

図２（Ｂ）を例に説明すると、算出部１７では、波長数情報取得部１６で取得した波長数情報に基づいて、ＥＤＦＡ１１での増幅における目標利得（又は目標利得に相当する目標出力パワー）を算出する（ステップＡ２）。このとき、算出部１７では、波長数情報取得部１６で情報として取得した波長数が、前述の図２（Ｂ）に示す閾値Ｓよりも大きい又はＳ以上の波長数である場合には、実質的に一定の利得値Ｇ１を目標利得として算出する。前述の図２（Ｂ）に示す閾値Ｓ以下又はＳよりも小さい波長数である場合には、波長数がより少なくなるほどにＥＤＦＡ１１の信号光の利得（出力）をそれぞれ増大または減少させるような値を目標利得として算出する。

そして、算出部１７では上述のごとく算出された目標利得の値について制御信号出力部１８へ伝達し（ステップＡ３）、制御信号出力部１８では、算出部１７で算出された目標利得でＥＤＦＡ１１が動作するように、ＥＤＦＡ１１に対し制御信号を出力する。波長数が変動している場合には、波長数に応じた目標利得となるようにＥＤＦＡ１１の利得を変更させるべくＥＤＦＡ１１に制御信号を出力する（ステップＡ４）。本実施形態の制御信号出力部１８ではＡＧＣ制御を行なうようになっているので、算出部１７で算出された目標利得については、ＡＧＣ制御の目標となる。

たとえば、前述の図９（Ｂ）に示すように、自身の光伝送装置１（図９（Ｂ）に示す符号１００Ｂ）の上流側箇所において（上流側の光伝送路１１０や上流側の光伝送装置１（図９（Ｂ）に示す符号１００Ａ））において障害が生じた場合には、上流側の光伝送装置１から伝送されてきた波長多重信号光が欠落するため、自身の光伝送装置１に入力される波長多重信号光の波長数が変動することになる。

具体的には、図５に示すように、自身の光伝送装置１において、上流側の光伝送装置から波長λ１〜λｎ−１の波長多重信号光に波長λｎの信号光を挿入している動作状態において（図５の上段参照）、上述したような自身の光伝送装置１の上流側箇所で障害が発生すると、この上流側光伝送装置からの波長λ１〜λｎ−１の波長多重信号光が入力断の状態となる（図５の下段参照）。

本実施形態にかかる光増幅部１０においては、このような波長数に変動が生じた場合においても、変動後の波長数を波長数情報取得部１６で取得すると、取得した波長数に応じてＥＤＦＡ１１の利得が迅速に制御されるようになっているので、このような波長数変動に伴って、従来生じていた信号光の出力光パワー変動を迅速に抑制することができるようになる。

前述したように、ＯＡＤＭ部２０でのチャンネル単位でのレベル調整機能によっても、波長数変動時の出力レベル変動に追従することができるが（図１０（Ａ）のｔ２）、このレベル調整機能単独では、追従が実質的に困難な過渡時間が存在する（図１０（Ａ）のｔ１）。本実施形態の光伝送装置１においては、ＯＡＤＭ部２０でのレベル調整機能とともに、光増幅部１０における利得制御も行なっているので、これらが協働してパワー変動を抑圧させている。

したがって、ＯＡＤＭ部２０でのレベル調整機能単独では追従が実質的に困難な時間ｔ１においても、光増幅部１０で上述のごとく出力光レベルの変動を抑制させることができるので、光伝送装置１において波長数が特に大きく変動した場合においても、前述のＳＨＢ等が出力光パワーに与える影響を最小限にとどめることができる。
そして、従来技術の光伝送装置を目標伝達スパン数を有するように多段に接続する場合において、当該スパン数を伝送される信号光の光レベル変動量（この場合には減少側への変動量）は、例えば図６のＢに示すように信号受信端（図１６の符号１３１参照）での受信許容範囲を外れてしまう場合がある。しかしながら、本実施形態の光伝送装置を上述の目標伝達スパン数となるように接続することとすれば、光増幅部１０あたりの出力光パワー変動を従来技術の光増幅部よりも抑制できるので、例えば図６のＡに示すように信号受信端（図１６の符号１３１参照）での受信許容範囲内にとどめることができるようになる。

このように、本発明の一実施形態によれば、目標利得算出部としての波長数情報取得部１６および算出部１７により、信号光レベルの変動、特に波長多重信号光の波長数変動に起因した光増幅器の出力光パワーの変動を高速に抑圧することができるので、光増幅器の更なる多段化を可能として、伝送距離の長距離化を図ることができる利点がある。
〔Ｂ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

たとえば、上述の本実施形態においては、制御信号出力部１８で利得一定制御を行っている目標利得を、算出部１７で算出された目標利得としているが、本発明によれば、ＡＧＣ制御を前提としない制御態様においても、算出部１７で算出されたＡＧＣ制御の目標利得とすべくＥＤＦＡ１１に対して制御信号を出力することは可能である。
また、本実施形態においては、光増幅器としてはエルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）を増幅媒体としたＥＤＦＡを適用したが、本発明によれば他の構成の光増幅器を適用することとしてもよい。

さらに、本実施形態によれば、光伝送装置１に前置増幅部１０ａおよび後置増幅部１０ｂの双方をそなえているが、これらの前置増幅部および後置増幅部のうちの少なくとも一方を本実施形態の光増幅部１０としての構成をそなえることとしても差し支えない。
さらに、上述の実施形態においては、波長数情報取得部１６で波長数情報を取得しているが、本発明によれば波長数情報取得部１６で波長数情報を取得しなくとも、入力される波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値Ｓよりも大きい又は閾値Ｓ以上の場合には、実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、波長多重信号光の波長数が閾値Ｓ以下又は閾値Ｓよりも小さい場合には、当該波長数に応じて信号光の利得値を増大又は減少した値を前記光増幅器の目標利得として算出するような関数を用いることにより、目標利得を算出するようにしてもよい。

さらに、ノードごとに配置された個々の光増幅器に本発明を適用し、ノードごとに生じる出力変動に対してノードごとに補償するのが望ましいが、本発明を適用する光増幅器の数、光増幅器種類は限定はしない。
また、上述の実施形態の開示により、当業者であれば本発明の装置を製造することは可能である。

〔Ｃ〕付記
（付記１）
入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、
前記波長多重信号光の波長数が少ないほど信号光の利得（出力）が増加または減少するように目標利得を算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、利得制御装置。

（付記２）
付記１において、該信号波長数に対する信号光の利得（出力）の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする利得制御装置。
（付記３）
入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、
前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい又は前記閾値以上の場合には、実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下又は前記閾値よりも小さい場合には、当該波長数に応じて信号光の利得値（出力値）を増大又は減少した値を前記光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、利得制御装置。

（付記４）
前記閾値は、波長多重光伝送システムにおいて前記波長多重信号光として伝送可能な全波長数における２５パーセントに相当する波長数以下の数であることを特徴とする、付記３記載の利得制御装置。
（付記５）
該目標利得算出部が、
前記光増幅器で増幅される波長多重信号光の波長数情報を取得する波長数情報取得部と、
該波長数情報取得部で取得した波長数情報に基づいて、前記光増幅器での増幅における前記目標利得を算出する算出部と、
をそなえたことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項記載の利得制御装置。

（付記６）
該波長数情報取得部は、
該光増幅器に入力され又は該光増幅器から出力される波長多重信号光をなす波長ごとの信号光について、それぞれパワーをモニタするパワーモニタをそなえ、該パワーモニタにおけるモニタ結果に基づいて、前記波長多重信号光の波長数情報を取得することを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項記載の利得制御装置。

（付記７）
該光増幅器に入力される波長多重信号光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、該光増幅器から出力される波長多重信号光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、をそなえ、
該制御信号出力部は、該入力光パワーモニタおよび該出力光パワーモニタからのモニタ結果をもとに、該目標利得算出部で算出された前記目標利得で、該光増幅器を自動利得一定制御するための制御信号を該光増幅器に出力することを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項記載の利得制御装置。

（付記８）
波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光について処理を行なう信号光処理部と、
該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、
該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、
該利得制御部が、
前記波長多重信号光の波長数が少ないほど信号光の利得（出力）が増加または減少した値を該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。

（付記９）
付記８において、該信号波長数に対する信号光の利得（出力）の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする光伝送装置。
（付記１０）
波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光について処理を行なう信号光処理部と、
該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、
該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、
該利得制御部が、
前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい又は前記閾値以上の場合には、実質的に一定の利得値を該光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下又は前記閾値よりも小さい場合には、当該波長数に応じて利得値を前記一定の利得値から増大又は減少した値を該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。

（付記１１）
前記信号光処理部は、前記波長ごとの信号光についてパワー調整を個別に行なうように構成され、
該制御信号出力部は、前記信号光処理部での前記パワー調整の作用と協働して、伝送すべき波長多重信号光の光パワーを制御すべく、前記光増幅器に対し前記制御信号を出力することを特徴とする、付記８〜１０のいずれか１項記載の光伝送装置。

（付記１２）
前記信号光処理部は、前記伝送すべき波長多重信号光についての波長ごとの分岐又は挿入処理を行なうことを特徴とする、付記８〜１１のいずれか１項記載の光伝送装置。
（付記１３）
該光増幅器は、増幅媒体と、該増幅媒体を励起する励起光を該増幅媒体に供給する励起光供給部と、をそなえたことを特徴とする、付記８〜１２のいずれか１項記載の光伝送装置。

（付記１４）
入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、
前記波長多重信号光の波長数が少ないほど信号光の利得（出力）が増加または減少した値を前記光増幅器の目標利得として算出し、
前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴とする、光増幅器の利得制御方法。

（付記１５）
付記１４において、該信号波長数に対する信号光の利得（出力）の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする光増幅器の利得制御方法。
（付記１６）
入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、
前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい又は前記閾値以上の場合には、実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下又は前記閾値よりも小さい場合には、当該波長数に応じて利得値を前記一定の利得値から増大又は減少した値を前記光増幅器の目標利得として算出し、
前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴とする、光増幅器の利得制御方法。

（付記１７）
前記波長数が前記閾値以下又は前記閾値よりも小さい場合において、
該光増幅器から出力される波長多重信号光の出力光パワーが、所定の出力光パワーよりも小さくなる場合には、前記一定の利得値から前記波長数に応じて増加した値を前記目標利得として算出する一方、
該光増幅器から出力される波長多重信号光の出力光パワーが、所定の出力光パワーよりも大きくなる場合には、前記一定の利得値から前記波長数に応じて減少した値を前記目標利得として算出することを特徴とする、付記１６記載の光増幅器の利得制御方法。

（付記１８）
前記閾値は、波長多重光伝送システムにおいて前記波長多重信号光として伝送可能な全波長数における２５パーセントに相当する波長数以下の数であることを特徴とする、付記１６又は１７記載の光増幅器の利得制御方法。
（付記１９）
前記目標利得を算出する際に、
前記波長多重信号光の波長数情報を取得し、
前記取得した波長数情報に基づいて、前記目標利得を算出することを特徴とする、付記１４〜１８のいずれか１項記載の光増幅器利得制御方法。

（付記２０）
付記８〜１３のいずれか１項記載の光伝送装置が光伝送路を介して接続されたことを特徴とする、波長多重光伝送システム。

本発明の一実施形態としての波長多重光伝送システムを示す図である。（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも本発明の一実施形態におけるＥＤＦＡの目標利得について説明するための図である。（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも従来技術と対比した本実施形態の動作について説明するための図である。本発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。波長数変動の具体例を示す図である。本発明の一実施形態の作用効果を説明するための図である。メトロコアシステムの構成例を示すブロック図である。従来のＡＧＣアンプの構成例を示すブロック図である。（Ａ）及び（Ｂ）は図７に示すシステムにおける障害発生時の動作を説明するための図である。（Ａ）及び（Ｂ）は図７に示すシステムにおける障害発生に伴う波長数変動時の出力光パワー変動を説明するための図である。ＳＨＢによる波長依存性の利得変動量の一例を示す図である。（Ａ）は波長に対するＳＨＢに起因する利得変化量の一例、（Ｂ）は波長に対するＳＲＳに起因する利得変化量の一例をそれぞれ示す図である。ラマン増幅帯域の一例を示す図である。信号波長間ラマン効果を説明するための図である。従来技術の課題を説明するための図である。信号受信端を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１光伝送装置
１０光増幅部
１０ａ，１０２ａ前置光増幅部
１０ｂ，１０２ｂ後置光増幅部
１１，１２１ＥＤＦＡ（光増幅器）
１２，１３，１２２，１２３光分岐部
１４，１５，１２４，１２５フォトダイオード
１６波長数情報取得部
１７算出部
１８制御信号出力部
１９利得制御部
２０，１０１ＯＡＤＭ部
１００，１００Ａ〜１００ＣＯＡＤＭノード
１１０光伝送路
１２０ＡＧＣアンプ
１２６利得一定制御部
１３１光受信器
１３２光送信器

Claims

入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、
前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、利得制御装置。
請求項１において、
該信号波長数に対する波長多重信号光の利得の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする利得制御装置。
入力される波長多重信号光を増幅する光増幅器の利得を制御する装置であって、
前記波長多重信号光の波長数が、設定された閾値よりも大きい場合には、
実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、利得制御装置。
該目標利得算出部が、
前記光増幅器で増幅される波長多重信号光の波長数情報を取得する波長数情報取得部と、
該波長数情報取得部で取得した波長数情報に基づいて、前記光増幅器での増幅における前記目標利得を算出する算出部と、
をそなえたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の利得制御装置。
波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光についてパワー調整を行なう信号光処理部と、
該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、
該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、
該利得制御部が、
前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値、のいずれかを該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
請求項５において、
該信号波長数に対する波長多重信号光の利得の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする、光伝送装置。
前記目標利得算出部は、
前記波長多重光伝送システムに光学的に接続されている光受信器のＳＮ耐力または入力下限耐力が予め設定された第１閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値になるように算出し、前記光受信器の入力上限耐力が予め設定された第２閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値になるように算出することを特徴とする、請求項５又は請求項６記載の光伝送装置。
波長多重光伝送システムにおける伝送すべき波長多重信号光をなす波長ごとの信号光についてパワー調整を行なう信号光処理部と、
該信号光処理部の前段および／または後段にそなえられ、入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器と、
該光増幅器の利得を制御する利得制御部と、をそなえ、
該利得制御部が、
前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい場合には、
実質的に一定の利得値を該光増幅器の目標利得として算出する一方、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを該光増幅器の目標利得として算出する目標利得算出部と、
該目標利得算出部で算出された前記目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、該光増幅器に対し制御信号を出力する制御信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、
前記波長多重信号光の波長数が設定された閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、
取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値、または前記波長多重信号光の波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減小した値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出し、
前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴とする、光増幅器の利得制御方法。
請求項９において、該信号波長数に対する波長多重信号光の利得の増減の変化率は、信号波長数が少なくなるに従って急峻に連続的に変化することを特徴とする特徴とする、光増幅器の利得制御方法。
前記目標利得を算出することは、
前記波長多重光伝送システムに光学的に接続されている光受信器のＳＮ耐力または入力下限耐力が予め設定された第１閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が増加した値になるように算出し、前記光受信器の入力上限耐力が予め設定された第２閾値よりも低い場合は、前記波長数が少ないほど波長多重信号光の利得が減少した値になるように算出することを含むことを特徴とする、請求項９又は請求項１０記載の光増幅器の利得制御方法。
入力される波長多重信号光を励起光により増幅する光増幅器の増幅利得を制御する制御方法であって、
前記波長多重信号光の波長数が予め設定された閾値よりも大きい場合には、
実質的に一定の利得値を前記光増幅器の目標利得として算出する一方、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下の場合には、
前記波長多重信号光の波長数が前記閾値以下のときの、前記光増幅器の出力光パワー変動の特性を予め取得し、
取得した前記出力光パワー変動の特性に基づいて、波長数の変化による前記出力光パワーの変動量が前記特性を補償する変動量に抑制されるように、当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を増大させた値、または当該波長数に応じて波長多重信号光の利得値を減少させた値、のいずれかを前記光増幅器の目標利得として算出し、
前記算出された目標利得で前記波長多重信号光を増幅すべく、前記光増幅器に対し制御信号を出力することを特徴とする、光増幅器の利得制御方法。