JP5812147B2 - 光伝送装置および光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、光を伝送する光伝送装置および光伝送システムに関する。

近年、情報容量の拡大に伴い、光伝送システムは大容量化や長距離化が進んできた（たとえば、下記特許文献１参照。）。光伝送システムの大規模化に伴って、いかに伝送性能を維持、向上させるかが重要なポイントとなっており、低雑音の中継器アンプや送受信器での誤り訂正など様々な技術が適用されてきた。伝送性能（伝送品質）の向上のためには、受信側のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：光信号雑音比）の向上と、伝送中の光波形劣化の抑圧と、がポイントとして挙げられる。伝送中の光波形劣化は、たとえば、伝送ファイバで発生する自己位相変調、相互位相変調、四光波混合などの非線形現象と波長分散との相互作用により生じる。

特開２００６−２４５３４３号公報

しかしながら、上述した従来技術では、送信側における伝送ファイバへの信号光の入力レベル（送信レベル）が高いほどＯＳＮＲは向上するが波形は劣化するため、伝送性能が向上する入力レベルの決定が困難である。また、伝送性能が向上する入力レベルは伝送ファイバの種類などによっても異なる。このため、伝送性能を向上させることが困難であるという問題がある。

開示の光伝送装置および光伝送システムは、上述した問題点を解消するものであり、伝送性能を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、伝送ファイバにより、送信装置から受信装置へ信号光を伝送する光伝送システムにおいて、前記受信装置は、ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報を記憶する記憶手段と、前記伝送ファイバへパワーを変化させながら、前記送信装置へ向って励起光を入力することにより、前記伝送ファイバのラマン利得効率を算出する測定手段と、前記記憶手段によって記憶された対応情報と、前記測定手段によって測定されたラマン利得効率と、に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定手段と、を備え、前記送信装置は、前記決定手段によって決定された入力レベルとなるように前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御手段を備える。

開示の光伝送装置および光伝送システムによれば、伝送性能を向上させることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる光伝送装置の構成例を示す図である。 伝送ファイバへの入力レベルとＯＳＮＲとの関係を示すグラフである。 伝送ファイバへの入力レベルと伝送ペナルティとの関係を示すグラフである。 伝送ファイバへの入力レベルと伝送性能との関係を示すグラフである。 図４に示した関係のばらつきを示すグラフである。 入射端における接続損失を示す図（その１）である。 入射端における接続損失を示す図（その２）である。 励起光のパワーとラマン利得との関係（接続損失なし）を示すグラフである。 励起光のパワーとラマン利得との関係（接続損失あり）を示すグラフである。 伝送ファイバのパラメータと適切な入力レベルとの関係を示すグラフである。 ラマン利得効率と適切な入力レベルとの関係を示すグラフである。 ラマン利得効率と適切な入力レベルとの対応情報の一例を示す図である。 図１に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる光伝送装置の構成を示す図である。 波長チャネルごとの対応情報の一例を示す図である。 図１４に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる光伝送装置の構成を示す図である。 図１７に示した光伝送装置の変形例を示す図である。 図１７に示した光伝送システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 実施の形態４にかかる光伝送装置の構成を示す図である。 ラマン利得効率とファイバの種類との対応情報の一例を示す図である。 図２０に示した光伝送装置の変形例を示す図である。 図２０に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態５にかかる光伝送装置の構成を示す図である。 分散マップごとの対応情報の一例を示す図である。 図２４に示した光伝送システムの動作の一例を示すシーケンス図である。

以下に添付図面を参照して、開示の光伝送装置および光伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
（光伝送装置の構成）
図１は、実施の形態１にかかる光伝送装置の構成例を示す図である。実施の形態１にかかる光伝送装置１００は、伝送ファイバ１０により信号光を伝送する光伝送システムの送信側の光伝送装置である。伝送ファイバ１０は、光を伝送するための光ファイバである。

光伝送装置１００は、アンプ１０１と、光可変減衰器１０２（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）と、光カプラ１０３〜１０５と、励起光源１０６と、光カプラ１０７と、パワーモニタ１０８，１０９と、算出部１１０と、送信レベル決定部１１１と、対応情報記憶部１１２と、入力レベル記憶部１１３と、パワーモニタ１１４と、差分検出部１１５と、パワー制御部１１６と、を備えている。

アンプ１０１には、前段からの信号光が入力される。たとえば、光伝送装置１００を中継装置として用いる場合は、光伝送装置１００の前段の光伝送装置から伝送された信号光がアンプ１０１に入力される。また、光伝送装置１００を送信装置として用いる場合は、アンプ１０１の前段の回路において生成された信号光がアンプ１０１に入力される。アンプ１０１は、入力された信号光を増幅して光可変減衰器１０２へ出力する。

光可変減衰器１０２は、アンプ１０１から出力された信号光を可変の減衰量によって減衰させる。光可変減衰器１０２は、減衰させた信号光を光カプラ１０３へ出力する。光可変減衰器１０２における減衰量は、パワー制御部１１６によって制御される。光カプラ１０３は、光可変減衰器１０２から出力された信号光を、光カプラ１０４およびパワーモニタ１１４へ出力する。光カプラ１０４は、光カプラ１０３から出力された信号光と、光カプラ１０７から出力された励起光と、を光カプラ１０５へ出力する。

光カプラ１０５は、光カプラ１０４から出力された光を伝送ファイバ１０へ入力する。光カプラ１０５から伝送ファイバ１０へ入力された光は、伝送ファイバ１０を伝播して光伝送装置１００の後段の光伝送装置へ送信される。また、光カプラ１０５は、伝送ファイバ１０から光伝送装置１００へ戻ってきた光をパワーモニタ１０９へ出力する。

励起光源１０６、パワーモニタ１０８，１０９および算出部１１０は、伝送ファイバ１０のラマン利得効率（非線形性）を測定する測定手段である。具体的には、励起光源１０６（励起手段）は、励起光を生成して光カプラ１０７へ出力する。励起光源１０６が生成する励起光は、連続光でもよいし変調された光でもよい。励起光源１０６が生成する励起光は、たとえば光伝送装置１００によって伝送される信号光と同じ波長帯の励起光である。また、励起光源１０６は、光伝送装置１００の制御回路の制御にしたがって、パワーを変化させながら励起光を出力する。

光カプラ１０７は、励起光源１０６から出力された励起光を光カプラ１０４およびパワーモニタ１０８へ出力する。パワーモニタ１０８（第一モニタ）は、伝送ファイバ１０へ入力される励起光のパワーをモニタする。具体的には、パワーモニタ１０８は、光カプラ１０７から出力された励起光のパワーをモニタする。パワーモニタ１０８はモニタ結果を算出部１１０へ出力する。

パワーモニタ１０９（第二モニタ）は、伝送ファイバ１０へ入力された励起光によって伝送ファイバ１０において発生した増幅雑音光のパワーをモニタする。具体的には、励起光源１０６からの励起光が伝送ファイバ１０へ入力されると、伝送ファイバ１０における自然ラマン散乱現象により発生した増幅雑音光が光伝送装置１００へ戻ってくる。

パワーモニタ１０９は、光カプラ１０５から出力された光のパワーをモニタすることで増幅雑音光をモニタすることができる。パワーモニタ１０９によってモニタされる増幅雑音光は、伝送ファイバ１０におけるラマン利得（誘導ラマン散乱利得）を示している。パワーモニタ１０９はモニタ結果を算出部１１０へ出力する。

算出部１１０は、パワーモニタ１０８，１０９から出力された各モニタ結果に基づいて、伝送ファイバ１０のラマン利得効率を算出する。たとえば、算出部１１０は、パワーモニタ１０８からのモニタ結果に対するパワーモニタ１０８からのモニタ結果の比率を算出することでラマン利得効率を算出する。算出部１１０は、算出したラマン利得効率を送信レベル決定部１１１へ出力する。

また、算出部１１０は、光伝送装置１００（自装置）と伝送ファイバ１０との間の接続損失（ランプロス）を算出する損失算出手段としての機能を有していてもよい。算出部１１０は、パワーモニタ１０８，１０９から出力された各モニタ結果に基づいて接続損失を算出し、算出した接続損失を送信レベル決定部１１１へ出力する。

送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率に基づいて、信号光の伝送ファイバ１０への入力レベルを決定する。たとえば、対応情報記憶部１１２には、ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報が記憶されている。送信レベル決定部１１１は、対応情報記憶部１１２に記憶された対応情報を読み出し、読み出した対応情報と算出部１１０から出力されたラマン利得効率とに基づいて入力レベルを決定する。

または、送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率に基づいて入力レベルを仮決定し、算出部１１０から出力された接続損失に基づいて仮決定した入力レベルを補正することで入力レベルを決定してもよい。送信レベル決定部１１１は、決定した入力レベルを入力レベル記憶部１１３へ出力する。

入力レベル記憶部１１３は、送信レベル決定部１１１から出力された入力レベルを記憶する。パワーモニタ１１４は、光カプラ１０３から出力された信号光のパワーをモニタし、モニタ結果を差分検出部１１５へ出力する。差分検出部１１５は、入力レベル記憶部１１３に記憶された入力レベルを読み出す。そして、差分検出部１１５は、入力レベル記憶部１１３から読み出した入力レベルと、パワーモニタ１１４から出力されたモニタ結果と、の差分を検出し、検出した差分をパワー制御部１１６へ出力する。

パワー制御部１１６は、差分検出部１１５から出力された差分が小さくなる方向に光可変減衰器１０２の減衰量を制御する。これにより、伝送ファイバ１０へ入力する信号光のレベルを、送信レベル決定部１１１によって決定された入力レベルとなるように制御することができる。ここでは光可変減衰器１０２によって信号光のレベルを制御する構成について説明したが、アンプ１０１を可変利得アンプとし、パワー制御部１１６によってアンプ１０１の利得を調節することで信号光のレベルを制御する構成としてもよい。

上述した算出部１１０、送信レベル決定部１１１、差分検出部１１５およびパワー制御部１１６は、たとえばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの演算手段によって実現することができる。上述した対応情報記憶部１１２および入力レベル記憶部１１３は、それぞれメモリによって実現することができる。

また、算出部１１０による接続損失の算出結果を出力する出力部を光伝送装置１００に設けてもよい。たとえば、出力部は、算出部１１０による接続損失の算出結果をユーザへ出力するユーザインタフェースである。また、たとえば、出力部は、算出部１１０によって算出された接続損失と閾値との比較結果を出力する。具体的には、出力部は、算出部１１０によって算出された接続損失が閾値を超えていた場合はユーザへ警告を出力する。これにより、ユーザは、接続損失が閾値を超えていることを知ることができる。

（入力レベルと伝送性能の関係）
光伝送装置１００によって伝送される信号光の受信側におけるＯＳＮＲ［ｄＢ］は、たとえば下記（１）式によって示すことができる。

ＯＳＮＲ ＝ Ｐｉｎ − Ｌｏｓｓ − ＮＦ ＋ ｈ・ν・Δｆ …（１）

上記（１）式において、Ｐｉｎは、信号光の伝送ファイバ１０への入力レベルを示している。Ｌｏｓｓは、伝送ファイバ１０における信号光のスパンロスを示している。ＮＦ（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ）は、アンプ１０１の雑音指数を示している。定数のｈはプランク乗数、νは光周波数、Δｆは規格化帯域を示している。

図２は、伝送ファイバへの入力レベルとＯＳＮＲとの関係を示すグラフである。図２において、横軸は伝送ファイバ１０への信号光の入力レベル［ｄＢｍ］を示し、縦軸は受信側におけるＯＳＮＲ［ｄＢ］を示している。縦軸のＯＳＮＲは、値が大きいほど伝送性能が高いことを示している。

関係２０１は、上記（１）式に示した入力レベルＰｉｎに対する受信側のＯＳＮＲの計算例を示している。ただし、ここではスパンロスＬｏｓｓを３０［ｄＢ］とし、アンプ１０１のＮＦを５［ｄＢ］とした。上記（１）式および関係２０１に示すように、受信側におけるＯＳＮＲは、入力レベルＰｉｎを大きくするほど向上する。

図３は、伝送ファイバへの入力レベルと伝送ペナルティとの関係を示すグラフである。図３において、横軸は伝送ファイバ１０への信号光の入力レベル［ｄＢｍ／ｃｈ］を示し、縦軸は受信側における伝送ペナルティ［ｄＢ］を示している。縦軸の伝送ペナルティは、波形劣化を示しており、値が大きいほど伝送性能が低い。伝送ペナルティは、伝送ファイバ１０の非線形現象による波形劣化がない場合の伝送性能に対する、伝送ファイバ１０の非線形現象による波形劣化がある場合の伝送性能の劣化度合いを示している。

関係３０１〜３０３は、同一変調方式の信号について、それぞれ伝送ファイバＡ〜Ｃにおける、入力レベルＰｉｎに対する受信側の伝送ペナルティの計算例を示している。伝送ファイバＡ〜Ｃは、伝送ファイバ１０に適用される伝送ファイバであり、有効断面積Ａｅｆｆおよび損失係数αが互いに異なる。

関係３０１〜３０３に示すように、受信側における伝送ペナルティは、入力レベルＰｉｎを大きくするほど劣化する。また、関係３０１〜３０３に示すように、同じ変調方式の信号光を伝送する場合でも、伝送ファイバ１０の有効断面積Ａｅｆｆおよび損失係数αなどの伝送ファイバ１０のパラメータによって非線形現象の発生度合いが異なる。このため、伝送ファイバ１０のパラメータによって波形劣化の大きさが異なる。

図４は、伝送ファイバへの入力レベルと伝送性能との関係を示すグラフである。図４において、横軸は伝送ファイバ１０への信号光の入力レベル［ｄＢｍ／ｃｈ］を示し、縦軸は受信側における伝送性能［ｄＢ］を示している。縦軸の伝送性能は、図２の縦軸に示したＯＳＮＲと、図３の縦軸に示した伝送ペナルティと、を合わせた伝送性能である。関係４０１〜４０３は、それぞれ伝送ファイバＡ〜Ｃにおける、入力レベルＰｉｎに対する伝送性能の計算例を示している。

上述したように、入力レベルＰｉｎを大きくするほどＯＳＮＲは向上し、入力レベルＰｉｎを大きくするほど伝送ペナルティは劣化する。したがって、入力レベルＰｉｎの変化に対してＯＳＮＲと伝送ペナルティはトレードオフの関係にある。このため、関係４０１〜４０３に示すように、ＯＳＮＲと伝送ペナルティを合わせた伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎが存在する。

また、関係４０１〜４０３に示すように、伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎは、伝送ファイバ１０のパラメータによって異なる。たとえば、伝送ファイバＡを用いる場合は、入力レベルＰｉｎが約４［ｄＢｍ／ｃｈ］のときに伝送性能が最も高くなる。また、伝送ファイバＢを用いる場合は、入力レベルＰｉｎが約６．２［ｄＢｍ／ｃｈ］のときに伝送性能が最も高くなる。また、伝送ファイバＣを用いる場合は、入力レベルＰｉｎが約１０［ｄＢｍ／ｃｈ］のときに伝送性能が最も高くなる。

図５は、図４に示した関係のばらつきを示すグラフである。図５において、横軸は伝送ファイバ１０への信号光の入力レベルを示し、縦軸は受信側における伝送性能を示している。関係５０１は、製造ばらつきがない伝送ファイバを伝送ファイバ１０に用いた場合の入力レベルＰｉｎと伝送性能との関係を示している。関係５０１において伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎをＰｉｎ１とし、そのときの伝送性能を伝送性能Ｐ１とする。

関係５０２，５０３は、それぞれ製造ばらつきがある伝送ファイバを伝送ファイバ１０に用いた場合における入力レベルＰｉｎと伝送性能との関係を示している。関係５０２において伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎをＰｉｎ２とし、そのときの伝送性能を伝送性能Ｐ２とする。関係５０３において伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎをＰｉｎ３とし、そのときの伝送性能を伝送性能Ｐ３とする。

関係５０２では、関係５０１に比べて非線形現象による波形劣化が発生しにくくなっている。このため、入力レベルＰｉｎ２は入力レベルＰｉｎ１よりも高くなる。関係５０３では、関係５０１に比べて非線形現象による波形劣化が発生しやすくなっている。このため、入力レベルＰｉｎ３は入力レベルＰｉｎ１よりも低くなる。このように、伝送ファイバ１０の製造ばらつきによる伝送ファイバ１０のパラメータの変化に応じて、伝送性能が最も高くなる入力レベルＰｉｎが異なるため、実際に敷設された伝送路ファイバに対しては、この製造ばらつきも考慮して、スパンごとに最適入力レベルを設定することが伝送性能の向上に繋がる。

図６は、入射端における接続損失を示す図（その１）である。図６においては、図１に示した光伝送装置１００を簡略化して図示している。光伝送装置６１０は、光伝送装置１００から伝送された信号光を受信する光伝送装置である。入射端接続ポイント６０１は、アンプ１０１により増幅された信号光が伝送ファイバ１０へ入射される部分を示している。入射端接続ポイント６０１においては、局舎内におけるファイバ取り回しの関係で、コネクタ接続やスプライス接続が行われることが多いため接続損失が発生しやすい。

図７は、入射端における接続損失を示す図（その２）である。図７のグラフにおいて、横軸は伝送ファイバ１０の距離［ｋｍ］を示し、縦軸は伝送ファイバ１０を伝播する信号光の信号レベル［ｄＢｍ］を示している。関係７０１は、入射端接続ポイント６０１における接続損失がない場合の伝送ファイバ１０の距離と信号レベルとの関係を示している。関係７０１における入射端接続ポイント６０１（伝送ファイバ１０の距離＝０［ｋｍ］）の信号レベルをＰｉｎ＿ａとする。

関係７０２は、入射端接続ポイント６０１における接続損失がある場合の伝送ファイバ１０の距離と信号レベルとの関係を示している。関係７０２における入射端接続ポイント６０１（伝送ファイバ１０の距離＝０［ｋｍ］）の信号レベルをＰｉｎ＿ｂとする。信号レベルＰｉｎ＿ｂは、信号レベルＰｉｎ＿ａよりも接続損失Ｌｌｏｓｓの分だけ低下する。すなわち、入射端接続ポイント６０１における接続損失がある場合は、光可変減衰器１０２においてレベルが制御された信号光のレベルが入射端接続ポイント６０１において接続損失Ｌｌｏｓｓ分だけ低下する。

（入力レベルの決定）
パワーモニタ１０９によってモニタされるラマン利得Ｇａは、たとえば下記（２）式によって示すことができる。下記（２）式において、ｇ_Rはラマン利得係数［ｍ／Ｗ］を示している。Ｐ₀は伝送ファイバ１０へ入力される励起光のパワー［Ｗ］を示している。Ｌｅｆｆは伝送ファイバ１０の有効長［ｍ］を示している。Ａｅｆｆは伝送ファイバ１０の有効断面積［ｍ＾２］を示している。

Ｇａ ＝ ｅｘｐ（ｇ_R・Ｐ₀・Ｌｅｆｆ／Ａｅｆｆ） …（２）

算出部１１０によって算出される伝送ファイバ１０のラマン利得効率（ラマン増幅効率）は、ラマン利得ＧａとパワーＰ₀の比率Ｇａ／Ｐ₀によって示すことができる。したがって、上記（２）式により、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀は、伝送ファイバ１０のパラメータであるＬｅｆｆ／Ａｅｆｆに依存して決まることが分かる。

図８は、励起光のパワーとラマン利得との関係（接続損失なし）を示すグラフである。図８において、横軸は伝送ファイバ１０へ入力される励起光のパワーＰ₀［ｍＷ］を示し、縦軸はラマン利得Ｇａ［ｄＢ］を示している。また、図８においては、入射端接続ポイント６０１における接続損失Ｌｌｏｓｓがない場合について示している。

励起光のパワーＰ₀とラマン利得Ｇａの関係８０１〜８０３の各傾きは、それぞれラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を示しており、Ｌｅｆｆ／Ａｅｆｆに依存して決まる。光伝送装置１００の制御回路は、たとえば、光伝送装置１００の起動時（信号光を疎通させる前）に、励起光源１０６から励起光を出力させる。このとき、光伝送装置１００の制御回路は、励起光源１０６の励起光のパワーＰ₀を変動させることにより、算出部１１０は、パワーＰ₀ごとのラマン利得Ｇａを取得することができる。

算出部１１０は、取得したパワーＰ₀ごとのラマン利得Ｇａに基づいてパワーＰ₀に対するラマン利得Ｇａの比率を算出することで、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の近似値（たとえば関係８０１〜８０３のいずれか）を算出する。送信レベル決定部１１１は、算出部１１０によって算出されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と対応情報記憶部１１２の対応情報に基づいて入力レベルＰｉｎを決定することができる。

図９は、励起光のパワーとラマン利得との関係（接続損失あり）を示すグラフである。図９において、図８に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９においては、入射端接続ポイント６０１の接続損失Ｌｌｏｓｓがある場合について示している。入射端接続ポイント６０１の接続損失Ｌｌｏｓｓがある場合は、励起光のパワーＰ₀が接続損失Ｌｌｏｓｓの分だけ減衰して伝送ファイバ１０へ入力される。

このため、図９に示すように、関係８０１〜８０３が接続損失Ｌｌｏｓｓの分だけシフトする。たとえば、励起光のパワーＰ₀が入射端接続ポイント６０１の接続損失Ｌｌｏｓｓ以下の範囲においては、励起光のパワーＰ₀が増加しても伝送ファイバ１０において非線形現象が発生せず、ラマン利得Ｇａが発生しない。そして、励起光のパワーＰ₀が入射端接続ポイント６０１の接続損失Ｌｌｏｓｓ以上の範囲においては、関係８０１〜８０３の各傾きは、図８に示した関係８０１〜８０３の各傾きと同様になる。

算出部１１０は、取得したパワーＰ₀ごとのラマン利得Ｇａに基づいて、入射端接続ポイント６０１の接続損失Ｌｌｏｓｓを算出する。たとえば、算出部１１０は、ラマン利得Ｇａが増加しないパワーＰ₀の範囲を特定し、特定した範囲の大きさを接続損失Ｌｌｏｓｓとして算出する。

また、算出部１１０は、励起光のパワーＰ₀が接続損失Ｌｌｏｓｓ以上の範囲のラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を算出する。たとえば、算出部１１０は、パワーＰ₀が接続損失Ｌｌｏｓｓ以上の範囲におけるパワーＰ₀ごとのラマン利得Ｇａを取得し、取得したパワーＰ₀ごとのラマン利得Ｇａに基づいてラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の近似値を算出する。

送信レベル決定部１１１は、算出部１１０によって算出されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と対応情報記憶部１１２の対応情報に基づいて入力レベルＰｉｎを仮決定するとともに、仮決定した入力レベルＰｉｎを接続損失Ｌｌｏｓｓにより補正する。たとえば、送信レベル決定部１１１は、仮決定した入力レベルＰｉｎに接続損失Ｌｌｏｓｓを加えることによって入力レベルＰｉｎを補正する。送信レベル決定部１１１は、補正した入力レベルＰｉｎを入力レベル記憶部１１３へ出力する。

図１０は、伝送ファイバのパラメータと適切な入力レベルとの関係を示すグラフである。図１０において、横軸は伝送ファイバ１０のパラメータＬｅｆｆ／Ａｅｆｆ［１ｅ−９／ｍ］を示し、縦軸は適切な（たとえば伝送性能が最も高くなる）入力レベルＰｉｎ［ｄＢｍ］を示している。図１０のプロット点ａ〜ｅは、伝送ファイバ１０のパラメータＬｅｆｆ／Ａｅｆｆに対する適切な入力レベルＰｉｎの計算例を示しており、関係１００１はプロット点を近似化した関係を示している。

関係１００１に示すように、伝送ファイバ１０のパラメータＬｅｆｆ／Ａｅｆｆと適切な入力レベルＰｉｎとの間には相関があることが分かる。たとえば、Ｌｅｆｆが小さい（すなわち損失係数αが大きい）場合やＡｅｆｆが大きい場合は、伝送ファイバ１０において非線形現象が発生しにくく、比較的高い入力レベルＰｉｎで伝送性能が最も高くなる。

一方、Ｌｅｆｆが大きい（すなわち損失係数αが小さい）場合やＡｅｆｆが小さい場合は、伝送ファイバ１０において非線形現象が発生しやすく、比較的低い入力レベルＰｉｎで伝送性能が最も高くなる。このように、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀はＬｅｆｆ／Ａｅｆｆに依存するとともに、Ｌｅｆｆ／Ａｅｆｆと適切な入力レベルＰｉｎとの間には相関がある。したがって、送信レベル決定部１１１は、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に基づいて適切な入力レベルＰｉｎを決定することができる。

たとえば、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と適切な入力レベルＰｉｎとを対応付ける対応情報をあらかじめ光伝送装置１００の対応情報記憶部１１２に記憶しておく。送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、対応情報記憶部１１２に記憶された対応情報とに基づいて適切な入力レベルＰｉｎを決定する。

図１１は、ラマン利得効率と適切な入力レベルとの関係を示すグラフである。図１１において、横軸はラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀［ｄＢ／ｍＷ］を示し、縦軸は適切な（たとえば伝送性能が最も高くなる）入力レベルＰｉｎ［ｄＢｍ／ｃｈ］を示している。図１１のプロット点ａ〜ｅは、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に対する適切な入力レベルＰｉｎの計算例を示しており、それぞれ図１０に示したプロット点ａ〜ｅに対応している。

図１２は、ラマン利得効率と適切な入力レベルとの対応情報の一例を示す図である。図１２に示すテーブル１２００は、対応情報記憶部１１２に記憶される対応情報の一例を示している。テーブル１２００は、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）と適切な入力レベルＰｉｎ（Ｐｉｎ＿１〜Ｐｉｎ＿Ｎ）とを対応付けている。

テーブル１２００の各行は、たとえば図１１に示したプロット点ａ〜ｅを示している。または、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）のそれぞれは、たとえばＧａ／Ｐ₀＝０．０１０〜０．０１５［ｄＢ／ｍＷ］、Ｇａ／Ｐ₀＝０．０１５〜０．０２０［ｄＢ／ｍＷ］、…のようにラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の範囲を示していてもよい。

送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀とテーブル１２００において対応付けられている入力レベルＰｉｎを取得し、取得した入力レベルＰｉｎを入力レベル記憶部１１３へ出力する。

なお、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と適切な入力レベルＰｉｎとの関係は、伝送する信号光の種類、伝送スパン数、分散マップ、アンプ１０１のＮＦなどの各パラメータによって異なる。このため、各パラメータごとにテーブル１２００を対応情報記憶部１１２に記憶しておいてもよい。この場合は、送信レベル決定部１１１は、複数のテーブル１２００のうちの各パラメータに該当するテーブル１２００を取得し、取得したテーブル１２００に基づいて入力レベルＰｉｎを決定する。

また、対応情報記憶部１１２に記憶される対応情報は、テーブル１２００に限らず、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と適切な入力レベルＰｉｎとを対応付ける情報であればよい。たとえば、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と適切な入力レベルＰｉｎとの関係を示す関係式（近似式）を対応情報として対応情報記憶部１１２に記憶してもよい。この場合は、送信レベル決定部１１１は、対応情報記憶部１１２に記憶された関係式とラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に基づいて入力レベルＰｉｎを算出することで入力レベルＰｉｎを決定する。

（光伝送装置の動作）
図１３は、図１に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。光伝送装置１００は、光伝送装置１００の制御回路による制御により、たとえば以下の動作を行う。まず、光伝送装置１００が起動すると（ステップＳ１３０１）、励起光源１０６が、パワーを変化させながら励起光を出力する（ステップＳ１３０２）。

つぎに、算出部１１０が、ステップＳ１３０２によって励起光が出力されている状態で、パワーモニタ１０８，１０９からの各モニタ結果に基づいてラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と接続損失Ｌｌｏｓｓを算出する（ステップＳ１３０３）。つぎに、送信レベル決定部１１１が、対応情報記憶部１１２から対応情報を読み出す（ステップＳ１３０４）。

つぎに、送信レベル決定部１１１が、ステップＳ１３０３によって算出されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、ステップＳ１３０４によって読み出された対応情報と、に基づいて入力レベルＰｉｎを仮決定する（ステップＳ１３０５）。つぎに、送信レベル決定部１１１が、ステップＳ１３０５によって仮決定された入力レベルＰｉｎを、ステップＳ１３０３によって算出された接続損失Ｌｌｏｓｓに基づいて補正する（ステップＳ１３０６）。

つぎに、励起光源１０６が、励起光の出力を停止する（ステップＳ１３０７）。つぎに、アンプ１０１によって増幅される信号光の後段の光伝送装置への伝送を開始する（ステップＳ１３０８）。つぎに、パワー制御部１１６が、ステップＳ１３０６によって補正された入力レベルＰｉｎとなるように、信号光の伝送ファイバ１０への入力レベルを制御し（ステップＳ１３０９）、一連の動作を終了する。以降、パワー制御部１１６が、ステップＳ１３０９による入力レベルの制御を継続してもよい。

信号光の伝送時に励起光の出力を停止する場合について説明したが、信号光の伝送時にも励起光を出力して、信号光をラマン増幅しながら伝送するようにしてもよい。この場合は、たとえば、信号光の伝送時には、励起光源１０６によって出力する励起光のパワーを一定にする。これにより、信号光のラマン増幅に用いる励起光源１０６などの構成を利用して、伝送ファイバ１０のラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を測定することができる。

このように、実施の形態１にかかる光伝送装置１００は、伝送ファイバ１０のラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を測定し、測定結果に基づいて信号光の入力レベルＰｉｎを決定する。伝送ファイバ１０への信号光の最適な入力レベルＰｉｎはラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に依存するため、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の測定結果に基づいて入力レベルＰｉｎを決定することで、伝送性能を向上させることができる。

（実施の形態２）
（光伝送装置の構成）
図１４は、実施の形態２にかかる光伝送装置の構成を示す図である。図１４において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２にかかる光伝送装置１４００は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎの各信号光を伝送するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムにおける光伝送装置である。

図１４に示すように、光伝送装置１４００は、図１に示した光伝送装置１００の構成に加えて、可変減衰部１４１０と、光カプラ１４２１〜１４２ｎと、波長多重化部１４３０と、パワーモニタ１４４０と、を備えている。可変減衰部１４１０には、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎの各信号光が入力される。可変減衰部１４１０は、それぞれ波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎに対応する光可変減衰器１４１１〜１４１ｎを備えている。

光可変減衰器１４１１〜１４１ｎは、入力された波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎの各信号それぞれ可変の減衰量によって減衰させる。光可変減衰器１４１１〜１４１ｎの各減衰量の比率はパワー制御部１１６によって制御される。光可変減衰器１４１１〜１４１ｎは、減衰させた各信号光をそれぞれ光カプラ１４２１〜１４２ｎへ出力する。

光カプラ１４２１〜１４２ｎは、それぞれ光可変減衰器１４１１〜１４１ｎから出力された各信号光を波長多重化部１４３０およびパワーモニタ１４４０へ出力する。波長多重化部１４３０は、光カプラ１４２１〜１４２ｎから出力された各信号光を波長多重する。波長多重化部１４３０は、波長多重した信号光をアンプ１０１へ出力する。アンプ１０１は、波長多重化部１４３０から出力された信号光を増幅する。パワーモニタ１４４０は、それぞれ光可変減衰器１４１１〜１４１ｎから出力された各信号光のパワーの比率をモニタし、モニタ結果をパワー制御部１１６へ出力する。

励起光源１０６は、制御回路の制御にしたがって励起光の波長を切り替える可変波長光源とする。パワーモニタ１０８，１０９および算出部１１０は、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の測定を波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとに行う。送信レベル決定部１１１は、入力レベルＰｉｎの決定を波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとに行う。パワー制御部１１６は、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとに決定された入力レベルＰｉｎに基づいて、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとの信号光の入力レベルを制御する。

具体的には、差分検出部１１５は、入力レベル記憶部１１３に記憶された波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとの入力レベルＰｉｎを読み出す。そして、差分検出部１１５は、入力レベル記憶部１１３から読み出した各入力レベルＰｉｎの合計パワーと、パワーモニタ１１４から出力されたモニタ結果と、の差分をパワー制御部１１６へ出力する。

パワー制御部１１６は、差分検出部１１５から出力された差分が小さくなる方向に光可変減衰器１０２の減衰量を制御する。また、パワー制御部１１６は、入力レベル記憶部１１３に記憶された波長ごとの入力レベルＰｉｎの比率を取得する。そして、パワー制御部１１６は、取得した比率と、パワーモニタ１４４０から出力される比率と、が近づく方向に光可変減衰器１４１１〜１４１ｎの各減衰量の比率を制御する。これにより、波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎの各信号光のレベルを、入力レベル記憶部１１３に記憶された波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとの入力レベルとなるように制御することができる。

図１５は、波長チャネルごとの対応情報の一例を示す図である。図１５に示すテーブル１５０１〜１５０ｎは、図１４に示した対応情報記憶部１１２に記憶される波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎごとの対応情報の一例を示している。テーブル１５０１〜１５０ｎは、それぞれ波長チャネルｃｈ１〜ｃｈｎに対応している。テーブル１５０１〜１５０ｎのそれぞれは、図１２に示したテーブル１２００と同様に、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）と入力レベルＰｉｎ（Ｐｉｎ＿１〜Ｐｉｎ＿Ｎ）とを対応付けている。

送信レベル決定部１１１は、テーブル１５０１〜１５０ｎのうちの、励起光源１０６において出力されている励起光の波長に対応するテーブルを読み出す。そして、送信レベル決定部１１１は、読み出したテーブルにおいて、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と対応付けられている入力レベルＰｉｎを取得し、取得した入力レベルＰｉｎを入力レベル記憶部１１３へ出力する。

（光伝送装置の動作）
図１６は、図１４に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。光伝送装置１４００は、光伝送装置１４００の制御回路による制御により、たとえば以下の動作を行う。図１６に示すステップＳ１６０１〜Ｓ１６０６は、それぞれ図１３に示したステップＳ１３０１〜Ｓ１３０６と同様であるため説明を省略する。

ステップＳ１６０６によって入力レベルＰｉｎを補正すると、つぎに、すべての波長チャネルについてステップＳ１６０５，Ｓ１６０６により入力レベルＰｉｎを決定したか否かを判断する（ステップＳ１６０７）。すべての波長チャネルについて決定していない場合（ステップＳ１６０７：Ｎｏ）は、励起光源１０６が生成する励起光の波長を、まだ入力レベルＰｉｎを決定していない波長チャネルの波長に切り替え（ステップＳ１６０８）、ステップＳ１６０２へ戻る。

ステップＳ１６０７において、すべての波長チャネルについて入力レベルＰｉｎを決定した場合（ステップＳ１６０７：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１６０９へ移行する。図１６に示すステップＳ１６０９〜Ｓ１６１１は、それぞれ図１３に示したステップＳ１３０７〜Ｓ１３０９と同様であるため説明を省略する。ただし、ステップＳ１６１１においては、波長チャネルごとの信号光の伝送ファイバ１０への入力レベルをそれぞれ制御する。

このように、実施の形態２にかかる光伝送装置１４００は、複数の波長チャネルの各信号光を伝送するＷＤＭシステムにおいて、波長チャネルごとのラマン利得効率を測定することで波長チャネルごとの入力レベルＰｉｎを決定する。これにより、光伝送装置１４００は、波長チャネルごとの信号のレベルをそれぞれ制御し、各波長チャネルの信号の伝送性能を向上させることができる。

（実施の形態３）
（光伝送装置の構成）
図１７は、実施の形態３にかかる光伝送装置の構成を示す図である。図１７において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示す光伝送システム１７００は、光伝送装置１７１０から光伝送装置１７２０へ伝送ファイバ１１により信号光を伝送する光伝送システムである。

光伝送装置１７１０は、光伝送システム１７００の送信側の光伝送装置である。光伝送装置１７１０は、図１に示したアンプ１０１、光可変減衰器１０２、パワーモニタ１１４、入力レベル記憶部１１３、差分検出部１１５およびパワー制御部１１６と、光カプラ１７１１と、監視チャネル受信部１７１２（ＯＳＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌｓ）と、を備えている。

光カプラ１０３は、光可変減衰器１０２から出力された光を伝送ファイバ１１へ入力する。光カプラ１０３から伝送ファイバ１１へ入力された光は、伝送ファイバ１１を伝播して光伝送装置１７２０へ送信される。また、光カプラ１０３は、光可変減衰器１０２から出力された信号光をパワーモニタ１１４へ出力する。

光カプラ１７１１は、光伝送装置１７２０から伝送ファイバ１２を介して送信された信号光を監視チャネル受信部１７１２へ出力する。監視チャネル受信部１７１２は、光カプラ１７１１から出力された信号光に含まれるＯＳＣを受信し、受信したＯＳＣに含まれる入力レベルＰｉｎを入力レベル記憶部１１３へ出力する。入力レベル記憶部１１３は、監視チャネル受信部１７１２から出力された入力レベルＰｉｎを記憶する。

光伝送装置１７２０は、光伝送システム１７００の受信側の光伝送装置である。光伝送装置１７２０は、図１に示した光カプラ１０４、光カプラ１０５、励起光源１０６、光カプラ１０７、パワーモニタ１０８，１０９、算出部１１０、送信レベル決定部１１１および対応情報記憶部１１２と、監視チャネル送信部１７２１（ＯＳＣ）と、光カプラ１７２２と、を備えている。

光カプラ１０４は、伝送ファイバ１１を介して光伝送装置１７１０から送信された光を光カプラ１０５へ出力する。また、光カプラ１０４は、光カプラ１０７から出力された励起光を伝送ファイバ１１へ入力する。これにより、伝送ファイバ１１における自然ラマン散乱現象により発生した増幅雑音光が光伝送装置１７２０へ戻ってくる。このため、パワーモニタ１０９（第二モニタ）は、伝送ファイバ１１へ入力された励起光によって伝送ファイバ１１において発生した増幅雑音光のパワーをモニタすることができる。

送信レベル決定部１１１は、決定した入力レベルＰｉｎを監視チャネル送信部１７２１へ出力する。監視チャネル送信部１７２１は、送信レベル決定部１１１から出力された入力レベルＰｉｎを含むＯＳＣを光カプラ１７２２へ出力する。光カプラ１７２２は、監視チャネル送信部１７２１から出力されたＯＳＣを伝送ファイバ１２へ入力する。これにより、ＯＳＣが伝送ファイバ１２を介して光伝送装置１７１０へ送信される。

このように、受信側の光伝送装置１７２０から送信側の光伝送装置１７１０へ向かって伝送ファイバ１１へ励起光を入力し、光伝送装置１７２０において伝送ファイバ１１のラマン増幅利得を測定してもよい。光伝送装置１７２０は、測定したラマン増幅利得に基づいて入力レベルＰｉｎを決定し、決定した入力レベルＰｉｎを光伝送装置１７１０へ送信することで、伝送ファイバ１１へ入力される信号光のレベルを制御する。

図１８は、図１７に示した光伝送装置の変形例を示す図である。図１８において、図１７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、光伝送装置１７１０は、図１７に示した構成に加えて、光カプラ１８１１、光カプラ１８１２、励起光源１８１３、光カプラ１８１４、パワーモニタ１８１５，１８１６、算出部１８１７、送信レベル決定部１８１８、対応情報記憶部１８１９、監視チャネル送信部１８２０（ＯＳＣ）および光カプラ１８２１を備えていてもよい。

光カプラ１８１１、光カプラ１８１２、励起光源１８１３、光カプラ１８１４、パワーモニタ１８１５，１８１６、算出部１８１７、送信レベル決定部１８１８、対応情報記憶部１８１９、監視チャネル送信部１８２０および光カプラ１８２１は、それぞれ図１７に示した光カプラ１０４、光カプラ１０５、励起光源１０６、光カプラ１０７、パワーモニタ１０８，１０９、算出部１１０、送信レベル決定部１１１、対応情報記憶部１１２、監視チャネル送信部１７２１および光カプラ１７２２と同様の構成である。

光カプラ１８１１は、光伝送装置１７１０の前段の光伝送装置から伝送ファイバ１３により送信された光を光カプラ１８１２へ出力する。光カプラ１８２１は、送信レベル決定部１８１８からのＯＳＣを伝送ファイバ１４へ入力する。これにより、入力レベルＰｉｎを含むＯＳＣが伝送ファイバ１４を介して光伝送装置１７１０の前段の光伝送装置へ送信される。このように、図１７に示した光伝送システム１７００を多段に構成してもよい。

図１９は、図１７に示した光伝送システムの動作の一例を示すシーケンス図である。光伝送装置１７１０および光伝送装置１７２０は、たとえば以下の動作を行う。まず光伝送装置１７２０が、パワーを変化させながら励起光を出力する（ステップＳ１９０１）。ステップＳ１９０１によって出力される励起光は伝送ファイバ１１へ入力される。つぎに、光伝送装置１７２０が、ステップＳ１９０１によって励起光が出力されている状態でラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を算出する（ステップＳ１９０２）。

つぎに、光伝送装置１７２０が、対応情報を読み出す（ステップＳ１９０３）。つぎに、光伝送装置１７２０が、ステップＳ１９０２によって算出されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、ステップＳ１９０３によって読み出された対応情報と、に基づいて入力レベルＰｉｎを決定する（ステップＳ１９０４）。

つぎに、光伝送装置１７２０が、励起光の出力を停止する（ステップＳ１９０５）。つぎに、光伝送装置１７２０が、ステップＳ１９０４によって決定された入力レベルＰｉｎを光伝送装置１７１０へ送信する（ステップＳ１９０６）。つぎに、光伝送装置１７１０が、光伝送装置１７２０への信号光の伝送を開始する（ステップＳ１９０７）。

つぎに、光伝送装置１７１０が、ステップＳ１９０６によって送信された入力レベルＰｉｎとなるように、ステップＳ１９０７によって伝送を開始された信号光の伝送ファイバ１１への入力レベルを制御し（ステップＳ１９０８）、一連の動作を終了する。以降、光伝送装置１７１０が、ステップＳ１９０８による入力レベルの制御を継続してもよい。

このように、実施の形態３にかかる光伝送装置１７２０は、伝送ファイバ１１のラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を測定し、測定結果に基づいて信号光の入力レベルＰｉｎを決定する。そして、光伝送装置１７２０は、決定した入力レベルＰｉｎを光伝送装置１７１０へ送信することで、伝送ファイバ１１へ入力される信号光の入力レベルを制御することができる。これにより、伝送性能を向上させることができる。

（実施の形態４）
（光伝送装置の構成）
図２０は、実施の形態４にかかる光伝送装置の構成を示す図である。図２０において、図１７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２０に示すように、実施の形態４にかかる光伝送装置２０００は、図１７に示した光カプラ１０４、光カプラ１０５、励起光源１０６、光カプラ１０７、パワーモニタ１０８，１０９および算出部１１０と、アンプ２００１と、ＤＣＭ２００２と、ファイバタイプ推定部２００３と、対応情報記憶部２００４と、出力部２００５と、を備えている。

光カプラ１０５は、光カプラ１０４から出力された光をアンプ２００１およびパワーモニタ１０９へ出力する。アンプ２００１は、光カプラ１０５から出力された光を増幅して後段へ出力する。また、アンプ２００１にはＤＣＭ２００２が設けられている。ＤＣＭ２００２は、アンプ２００１によって増幅される光の分散補償を行う。算出部１１０は、算出したラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀をファイバタイプ推定部２００３へ出力する。

ファイバタイプ推定部２００３は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に基づいて、伝送ファイバ１１の種類を推定する。たとえば、対応情報記憶部２００４には、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と伝送ファイバ１１の種類との対応情報が記憶されている。ファイバタイプ推定部２００３は、対応情報記憶部２００４に記憶された対応情報を読み出し、読み出した対応情報と算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀とに基づいて伝送ファイバ１１の種類を推定する。ファイバタイプ推定部２００３は、伝送ファイバ１１の種類の推定結果を出力部２００５へ出力する。

出力部２００５は、ファイバタイプ推定部２００３から出力された伝送ファイバ１１の種類の推定結果を出力する。たとえば、出力部２００５は、伝送ファイバ１１の種類をユーザへ通知するユーザインタフェースである。これにより、ユーザは、伝送ファイバ１１の種類を知ることができる。たとえば、ユーザは、出力部２００５によって出力された伝送ファイバ１１の種類に基づいて、ＤＣＭ２００２のパラメータを設定したり、設定されたＤＣＭ２００２のパラメータが適切か否かを確認したりすることができる。

また、図２０に示した光伝送装置２０００の構成に加えて、送信レベル決定部１１１、対応情報記憶部１１２、監視チャネル送信部１７２１および光カプラ１７２２を光伝送装置２０００に設けてもよい。これにより、適切な入力レベルＰｉｎを決定して伝送性能を向上させるとともに、伝送ファイバ１１の種類の推定結果を得ることができる。

ここでは図１７に示した光伝送装置１７２０の構成を光伝送装置２０００に用いる場合について説明したが、たとえば図１に示した光伝送装置１００の構成を光伝送装置２０００に用いてもよい。この場合は、伝送ファイバ１１の入力側の光伝送装置１００において伝送ファイバ１１の種類を得ることができる。

図２１は、ラマン利得効率とファイバの種類との対応情報の一例を示す図である。図２１に示すテーブル２１００は、対応情報記憶部２００４に記憶される対応情報の一例を示している。テーブル２１００は、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）と伝送ファイバ１１の種類（ＦＴ＿１〜ＦＴ＿Ｎ）とを対応付けている。

ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）のそれぞれは、たとえばＧａ／Ｐ₀＝０．０１０〜０．０１５［ｄＢ／ｍＷ］、Ｇａ／Ｐ₀＝０．０１５〜０．０２０［ｄＢ／ｍＷ］、…のようにラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の範囲を示していてもよい。ファイバタイプ推定部２００３は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀とテーブル２１００において対応付けられている伝送ファイバ１１の種類を取得し、取得した伝送ファイバ１１の種類を出力部２００５へ出力する。

図２２は、図２０に示した光伝送装置の変形例を示す図である。図２２において、図２０に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２２に示すように、光伝送装置２０００は、図２０に示した構成に加えて、ＤＣＭメニュー取得部２２０１と、比較部２２０２と、を備えていてもよい。

ＤＣＭメニュー取得部２２０１は、ＤＣＭ２００２に適用されているＤＣＭメニューを取得する。ＤＣＭメニューは、ＤＣＭ２００２のパラメータの情報である。ＤＣＭメニュー取得部２２０１は、たとえば光伝送装置２０００を管理する上位システムに問い合わせることでＤＣＭメニューを取得する。ＤＣＭメニュー取得部２２０１は、ＤＣＭメニューを比較部２２０２へ出力する。

比較部２２０２は、ＤＣＭメニュー取得部２２０１から出力されたＤＣＭメニューと、ファイバタイプ推定部２００３から出力された伝送ファイバ１１の種類と、を比較する。たとえば、比較部２２０２には、伝送ファイバ１１の種類ごとに適切なＤＣＭメニューが記憶されており、比較部２２０２は、伝送ファイバ１１の種類に対してＤＣＭメニューが適切なものか否かを判断する。

比較部２２０２は、判断結果を出力部２００５へ出力する。出力部２００５は、比較部２２０２から出力された判断結果を出力する。たとえば、出力部２００５は、伝送ファイバ１１の種類に対してＤＣＭメニューが適切なものでない旨の判断結果が比較部２２０２から出力されると、ユーザに対して警告を出力する。これにより、ユーザは、ＤＣＭ２００２が適切なものでないことを知ることができる。

たとえば、手配オペレーションミスなどによってＤＣＭ２００２に想定外のＤＣＭが配置されていた場合に、出力部２００５によってユーザに対して警告を出力することができる。これにより、ユーザは、信号光の伝送開始を中止したり、信号光の伝送開始の前にＤＣＭ２００２を交換したりすることが可能になる。

図２３は、図２０に示した光伝送装置の動作の一例を示すフローチャートである。光伝送装置２０００は、光伝送装置２０００の制御回路による制御により、たとえば以下の動作を行う。まず、光伝送装置２０００が起動すると（ステップＳ２３０１）、励起光源１０６が、パワーを変化させながら励起光を出力する（ステップＳ２３０２）。

つぎに、算出部１１０が、ステップＳ２３０２によって励起光が出力されている状態で、パワーモニタ１０８，１０９からの各モニタ結果に基づいてラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀を算出する（ステップＳ２３０３）。つぎに、ファイバタイプ推定部２００３が、対応情報記憶部２００４に記憶された対応情報を読み出す（ステップＳ２３０４）。

つぎに、ファイバタイプ推定部２００３が、ステップＳ２３０３によって算出されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、ステップＳ２３０４によって読み出された対応情報と、に基づいて伝送ファイバ１１の種類を推定する（ステップＳ２３０５）。つぎに、出力部２００５が、ステップＳ２３０５によって推定された伝送ファイバ１１の種類を出力し（ステップＳ２３０６）、一連の動作を終了する。

このように、実施の形態４にかかる光伝送装置２０００は、測定されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に基づいて伝送ファイバ１１の種類を推定し、推定結果を出力する。ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀は伝送ファイバ１１のパラメータＬｅｆｆ／Ａｅｆｆに依存する（たとえば図１０参照）ため、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀の測定結果を用いることで伝送ファイバ１１の種類を推定することができる。

（実施の形態５）
（光伝送装置の構成）
図２４は、実施の形態５にかかる光伝送装置の構成を示す図である。図２４において、図１７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２４に示すように、実施の形態５にかかる光伝送装置２４００は、図１７に示した光伝送装置１７２０の構成に加えて、光カプラ２４０１と、アンプ２４０２と、可変分散補償器２４０３と、分散測定部２４０４と、分散マップ決定部２４０５と、を備えている。

光カプラ１０５は、光カプラ１０４から出力された光を光カプラ２４０１およびパワーモニタ１０９へ出力する。光カプラ２４０１は、光カプラ１０５から出力された光をアンプ２４０２および分散測定部２４０４へ出力する。アンプ２４０２は、光カプラ２４０１から出力された光を増幅して後段へ出力する。

また、アンプ２４０２には可変分散補償器２４０３が設けられている。可変分散補償器２４０３は、アンプ２４０２によって増幅される光を可変の補償量によって分散補償する。可変分散補償器２４０３の補償量は、分散マップ決定部２４０５から出力される分散マップに基づいて設定される。

分散測定部２４０４は、光カプラ１７２２から出力された光の波長分散を測定する。これにより、伝送ファイバ１１において発生する信号光の波長分散を測定することができる。分散測定部２４０４は、測定した波長分散を分散マップ決定部２４０５へ出力する。

分散マップ決定部２４０５は、分散測定部２４０４から出力された波長分散に基づいて、可変分散補償器２４０３において用いる分散マップを決定する。たとえば、分散マップ決定部２４０５には、波長分散と適切な分散マップとの対応情報が記憶されており、分散マップ決定部２４０５は、分散測定部２４０４から出力された波長分散と対応情報に基づいて分散マップを決定する。分散測定部２４０４は、決定した分散マップを可変分散補償器２４０３および送信レベル決定部１１１へ出力する。

送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、分散測定部２４０４によって測定された波長分散と、に基づいて入力レベルＰｉｎを決定する。具体的には、送信レベル決定部１１１は、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と、分散マップ決定部２４０５から出力された分散マップと、に基づいて入力レベルＰｉｎを決定する。たとえば、対応情報記憶部１１２には、ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報が分散マップごとに記憶されている。

図２５は、分散マップごとの対応情報の一例を示す図である。図２５に示すテーブル２５０１〜２５０ｍは、図２４に示した対応情報記憶部１１２に記憶される分散マップごとの対応情報の一例を示している。テーブル２５０１〜２５０ｍは、それぞれ分散マップ１〜ｍに対応している。テーブル２５０１〜２５０ｍのそれぞれは、図１２に示したテーブル１２００と同様であり、ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀（Ｇａ＿１〜Ｇａ＿Ｎ）と適切な入力レベルＰｉｎ（Ｐｉｎ＿１〜Ｐｉｎ＿Ｎ）とを対応付けている。

送信レベル決定部１１１は、テーブル２５０１〜２５０ｍのうちの、分散マップ決定部２４０５から出力された分散マップに対応するテーブルを読み出す。そして、送信レベル決定部１１１は、読み出したテーブルにおいて、算出部１１０から出力されたラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀と対応付けられている入力レベルＰｉｎを取得し、取得した入力レベルＰｉｎを監視チャネル送信部１７２１へ出力する。

図２６は、図２４に示した光伝送システムの動作の一例を示すシーケンス図である。光伝送装置１７１０および光伝送装置２４００は、たとえば以下の動作を行う。図２６に示すステップＳ２６０１〜Ｓ２６０２は、図１９に示したステップＳ１９０１〜Ｓ１９０２と同様であるため説明を省略する。ステップＳ２６０２の後、光伝送装置２４００が、伝送ファイバ１１の波長分散を測定する（ステップＳ２６０３）。

つぎに、光伝送装置２４００が、ステップＳ２６０３によって測定された波長分散に基づいて分散マップを決定する（ステップＳ２６０４）。ステップＳ２６０５〜Ｓ２６１０は、図１９に示したステップＳ１９０３〜Ｓ１９０８と同様であるため説明を省略する。ただし、ステップＳ２６０５においては、光伝送装置２４００が、ステップＳ２６０４によって決定された分散マップに対応する対応情報を読み出す。

このように、実施の形態５にかかる光伝送装置２４００によれば、伝送ファイバ１１の波長分散を測定し、測定した波長分散に基づいて決定した分散マップにより可変分散補償器２４０３で分散補償を行うことができる。これにより、伝送ファイバ１１において発生する波長分散を精度よく補償し、伝送性能を向上させることができる。

また、対応情報記憶部１１２には分散マップごとに対応情報を記憶しておき、送信レベル決定部１１１は、決定された分散マップに対応する対応情報を読み出して入力レベルＰｉｎを決定する。ラマン利得効率Ｇａ／Ｐ₀に対する適切な入力レベルＰｉｎは、伝送ファイバ１１の波長分散によって変化するため、決定された分散マップに応じた対応情報を用いることで、より伝送性能を向上させる入力レベルＰｉｎを決定することができる。

ここでは分散マップごとに対応情報を記憶する場合について説明したが、波長分散ごとに対応情報を記憶してもよい。この場合は、分散測定部２４０４は、測定した波長分散を分散マップ決定部２４０５および送信レベル決定部１１１へ出力する。送信レベル決定部１１１は、分散測定部２４０４から出力された波長分散に対応する対応情報を対応情報記憶部１１２から読み出し、読み出したテーブルに基づいて入力レベルＰｉｎを決定する。

以上説明したように、光伝送装置および光伝送システムは、伝送ファイバのラマン利得効率を測定する。そして、伝送ファイバへの信号光の最適な入力レベルがラマン利得効率に依存することを利用して、信号光の入力レベルをラマン利得効率の測定結果に応じたレベルに制御することで伝送性能を向上させることができる。

たとえば、何百、何千ｋｍにも及ぶ全ての伝送ファイバのパラメータ（Ａｅｆｆやα）を事前に把握しなくても、測定したラマン利得効率に基づいて入力レベルを決定することで伝送性能を向上させることができる。このため、伝送性能を容易に向上させることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）伝送ファイバにより信号光を伝送する光伝送システムの光伝送装置において、
前記伝送ファイバのラマン利得効率を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定されたラマン利得効率に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された入力レベルとなるように前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。

（付記２）前記測定手段は、
前記伝送ファイバへパワーを変化させながら励起光を入力する励起手段と、
前記励起手段によって入力された励起光のパワーをモニタする第一モニタと、
前記励起手段によって入力された励起光によって前記伝送ファイバにおいて発生した増幅雑音光のパワーをモニタする第二モニタと、
前記第一モニタおよび前記第二モニタによる各モニタ結果に基づいて前記ラマン利得効率を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。

（付記３）前記測定手段は、前記伝送ファイバへ前記信号光が入力されていない状態で前記ラマン利得効率を測定することを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。

（付記４）ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報を記憶する記憶手段を備え、
前記決定手段は、前記記憶手段によって記憶された対応情報と前記ラマン利得効率に基づいて前記入力レベルを決定することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記５）自装置と前記伝送ファイバとの間の接続損失を算出する損失算出手段を備え、
前記決定手段は、前記損失算出手段によって算出された接続損失と前記ラマン利得効率に基づいて前記入力レベルを決定することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記６）前記信号光は、複数の波長チャネルの各信号光を含み、
前記測定手段は、前記波長チャネルごとの前記ラマン利得効率を測定し、
前記決定手段は、前記波長チャネルごとの前記入力レベルを決定し、
前記制御手段は、前記波長チャネルごとの信号光のレベルを制御することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記７）前記測定手段によって測定されたラマン利得効率に基づいて前記伝送ファイバの種類を推定する推定手段と、
前記推定手段による推定結果を出力する出力手段と、
を備え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伝送装置。

（付記８）前記伝送ファイバにおいて前記信号光に発生する波長分散を測定する分散測定手段を備え、
前記決定手段は、前記分散測定手段によって測定された波長分散と前記ラマン利得効率に基づいて前記入力レベルを決定することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記９）前記損失算出手段による前記接続損失の算出結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする付記５に記載の光伝送装置。

（付記１０）伝送ファイバにより信号光を伝送する光伝送システムにおいて、
前記伝送ファイバのラマン利得効率を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定されたラマン利得効率に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された入力レベルとなるように前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。

（付記１１）伝送ファイバにより信号光を伝送する光伝送方法において、
前記伝送ファイバのラマン利得効率を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定されたラマン利得効率に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された入力レベルとなるように前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする光伝送方法。

１０〜１４ 伝送ファイバ
１００，６１０，１４００，１７１０，１７２０，２０００，２４００ 光伝送装置
１０１，２００１，２４０２ アンプ
１０２，１４１１〜１４１ｎ 光可変減衰器
１０３〜１０５，１０７，１４２１〜１４２ｎ，１７１１，１７２２，１８１１，１８１２，１８１４，１８２１，２４０１ 光カプラ
６０１ 入射端接続ポイント
１４１０ 可変減衰部
１４３０ 波長多重化部
１７００ 光伝送システム
１７１２ 監視チャネル受信部
１７２１，１８２０ 監視チャネル送信部

Claims (7)

1. 伝送ファイバにより、送信装置から受信装置へ信号光を伝送する光伝送システムにおいて、
   前記受信装置は、
   ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報を記憶する記憶手段と、
   前記伝送ファイバへパワーを変化させながら、前記送信装置へ向って励起光を入力することにより、前記伝送ファイバのラマン利得効率を算出する測定手段と、
   自装置と前記伝送ファイバとの間の接続損失を算出する損失算出手段と、
   前記記憶手段によって記憶された対応情報と、前記測定手段によって測定されたラマン利得効率と、前記損失算出手段によって算出された接続損失と、に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定手段と、
   を備え、
   前記送信装置は、
   前記決定手段によって決定された入力レベルとなるように前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御手段
   を備えることを特徴とする光伝送システム。
2. 前記測定手段は、
   前記伝送ファイバへパワーを変化させながら励起光を入力する励起手段と、
   前記励起手段によって入力された励起光のパワーをモニタする第一モニタと、
   前記励起手段によって入力された励起光によって前記伝送ファイバにおいて発生した増幅雑音光のパワーをモニタする第二モニタと、
   前記第一モニタおよび前記第二モニタによる各モニタ結果に基づいて前記ラマン利得効率を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記測定手段は、前記伝送ファイバへ前記信号光が入力されていない状態で前記ラマン利得効率を測定することを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記信号光は、複数の波長チャネルの各信号光を含み、
   前記測定手段は、前記波長チャネルごとの前記ラマン利得効率を測定し、
   前記決定手段は、前記波長チャネルごとの前記入力レベルを決定し、
   前記制御手段は、前記波長チャネルごとの信号光のレベルを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光伝送システム。
5. 前記測定手段によって測定されたラマン利得効率に基づいて前記伝送ファイバの種類を推定する推定手段と、
   前記推定手段による推定結果を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光伝送システム。
6. 前記伝送ファイバにおいて前記信号光に発生する波長分散を測定する分散測定手段を備え、
   前記決定手段は、前記分散測定手段によって測定された波長分散と、前記記憶手段によって記憶された対応情報と、前記測定手段によって測定されたラマン利得効率と、に基づいて前記入力レベルを決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光伝送システム。
7. 伝送ファイバにより信号光を送信する送信手段と、
   ラマン利得効率と入力レベルとの対応情報を記憶する記憶手段と、
   前記伝送ファイバのラマン利得効率を測定する測定手段と、
   自装置と前記伝送ファイバとの間の接続損失を算出する損失算出手段と、
   前記記憶手段によって記憶された対応情報と、前記測定手段によって測定されたラマン利得効率と、前記損失算出手段によって算出された接続損失と、に基づいて前記信号光の入力レベルを決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された入力レベルとなるように、前記送信手段によって前記伝送ファイバへ入力される信号光のレベルを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする光伝送装置。
   

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