JP5907018B2 - 光出力レベル制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、光出力レベルを制御する装置に係わる。

光伝送装置は、多くの場合、光受信機の受信ダイナミックレンジに収まるように、指定された目標出力レベルで光信号を送信することが要求される。この要求を満たすためには、光伝送装置は、入力光信号のパワーに応じて光増幅器の利得を動的に制御する機能（以下、出力レベル制御機能）を有する。

出力レベル制御機能は、光入力パワーに応じて光増幅器の利得を制御するための駆動電圧を生成する。ここで、出力レベル制御機能は、高速応答を実現するために、たとえば、ルックアップテーブルを利用する構成により実現される。この場合、ルックアップテーブルは、光増幅器の特性に基づいて予め作成される。一例としては、ルックアップテーブルは、指定された目標出力レベルに対して、光入力パワーと光増幅器の駆動電圧との対応関係を格納する。そうすると、出力レベル制御機能は、光入力パワーに対応する駆動電圧をルックアップテーブルから取得し、その駆動電圧で光増幅器の利得を制御することによって、光増幅器の出力レベルを目標出力レベルに保持することができる。

関連技術として、出力制御機能を有する半導体光増幅装置が提案されている。また、入力光に基づいて出力光の強度を一定に制御する出力光強度制御装置が提案されている。さらに、ルックアップテーブルを作成し、作成されたテーブルのデータを出力した後に線形補間を施すことで、よりきめ細かな制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。

特開２００４−１７９２３３号公報 特開２０１０−１０６１４号公報 特開平４−８４０５６号公報

上述のルックアップテーブルは、例えば、各目標出力レベルに対して、光入力パワーを掃引しながら対応する目標出力レベルが得られる駆動電圧を測定することによって作成される。ところが、目標出力レベルは、ユーザ毎に異なる。このため、様々なユーザからの要求に答えるためには、予め多数のルックアップテーブルを用意しておく必要がある。また、光入力パワーのダイナミックレンジを広くするためには、各目標出力レベルに対して多数の測定が必要となる。よって、汎用的に使用可能なルックアップテーブルを作成する場合、測定のために要する時間が長くなり、そのためのコストも高くなる。

この問題は、例えば、ルックアップテーブルを作成するための測定点を少なくし、指定された目標出力レベルに対応するデータを線形補間により計算することで解決され得る。ところが、一般的な線形補間では、算出されるデータ（例えば、光入力パワーに対応する光増幅器の駆動電圧）の誤差が大きくなってしまう。この場合、光出力レベルが目標出力レベルからシフトするおそれがある。また、光入力パワーを検出する光検出器および／または光信号を増幅する光増幅器の特性によっては、補間ではルックアップテーブルの要素を算出できない領域が存在する。すなわち、所望の目標出力レベルに対して、光入力パワーと光増幅器の駆動電圧との対応関係が得られないことがある。この場合、光入力パワーのダイナミックレンジが狭くなるか、或いは、光出力レベルの制御の精度が低くなる。

本発明の目的は、入力光信号を増幅して出力する光出力レベル制御装置において、光出力レベルを所望の目標レベルに精度よく制御することである。

本発明の１つの態様の光出力レベル制御装置は、入力光信号の光パワーを検出する検出器と、前記入力光信号を増幅する光増幅器と、第１の出力レベルを得るための光入力パワーと前記光増幅器の駆動電圧との関係を表す第１の曲線を形成するデータ、および第２の出力レベルを得るための光入力パワーと前記駆動電圧との関係を表す第２の曲線を形成するデータを格納する格納部と、前記第１および第２の曲線の光入力パワーの範囲が互いに一致し、且つ、前記第１および第２の曲線の駆動電圧の範囲が互いに一致するように、前記第１または第２の曲線の少なくとも一方を補正し、少なくとも一方が補正された前記第１および第２の曲線に基づく補間により、目標出力レベルを得るための光入力パワーと光増幅器の駆動電圧との関係を表す目標曲線を生成する生成部と、前記目標曲線に基づいて、前記検出器により検出される光パワーに対応する駆動電圧を決定する決定部と、前記決定部により決定された駆動電圧で前記光増幅器を駆動する駆動回路と、を有する。

上述の態様によれば、入力光信号を増幅して出力する光出力レベル制御装置において、光出力レベルを所望の目標レベルに精度よく制御することができる。

本発明の実施形態に係る光伝送装置が使用される伝送システムの一例を示す図である。 実施形態の光出力レベル制御装置の構成を示す図である。 光増幅器の特性の一例を示す図である。 ルックアップテーブルの一例を示す図である。 ルックアップテーブルを作成するためのデータを収集する測定系の一例を示す図である。 測定データの一例を示す図である。 線形補間を利用してルックアップテーブルを生成する方法を説明する図である。 線形補間ができない領域について説明する図である。 測定データ格納部に格納される測定データを説明する図である。 出力レベル一定曲線に対応する測定データの一例を示す図である。 出力レベル一定曲線の端点を表す測定データの一例を示す図である。 出力レベル一定曲線の例を示す図である。 出力レベル一定曲線の正規化について説明する図である。 補間演算について説明する図である。 目標曲線の端点を特定する方法を説明する図である。 逆正規化により目標曲線を生成する方法を説明する図である。

図１は、本発明の実施形態に係る光伝送装置が使用される伝送システムの一例を示す。図１に示す例では、光伝送装置１には、複数の光ノード４ａ〜４ｃが接続されている。光伝送装置１と各光ノード４ａ〜４ｃとの間は、それぞれ光ファイバによって接続されている。

光伝送装置１は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２および光増幅器３を有する。この明細書において、マルチプレクサ２は、例えば、光カプラによって実現される。マルチプレクサ２は、光ノード４ａ〜４ｃから送信される光信号を時間分割多重方式で多重化する。光増幅器３は、マルチプレクサ２から出力される多重化光信号を増幅する。光伝送装置１は、増幅された光信号を、例えば、宛先ノードへ送信する。

光ノード４ａ〜４ｃから光伝送装置１までの伝送距離は、この実施例では、互いに異なっている。このため、光ノード４ａ〜４ｃの送信パワーが互いに同じであったとしても、光伝送装置１において、光ノード４ａ〜４ｃから受信する光信号のパワーは互いに同じであるとは限らない。

なお、光伝送装置１は、図１に示していない他の機能を有していてもよい。例えば、光伝送装置１は、光ノード４ａ〜４ｃへ光信号を送信する機能を有していてもよい。また、光伝送装置１は、クライアントから送信される光信号を増幅してもよい。

図２は、実施形態の光出力レベル制御装置の構成を示す。図２に示す光出力レベル制御装置１０は、例えば、図１に示す光伝送装置１のマルチプレクサ（ＭＵＸ）２と光増幅器３との間に設けられる。また、図１に示す光伝送装置１が光増幅器３を持たず、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２のみを有する場合は、図１に示すマルチプレクサ２から出力される光信号が、光出力レベル制御装置１０に導かれる。ただし、光出力レベル制御装置１０は、必ずしも光伝送装置１の中にある必要はなく、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２の出力側と、図２には示されていない光受信機の間の任意の位置に設置しても良い。

光出力レベル制御装置１０は、光カプラ１１、遅延線１２、半導体光増幅器（ＳＯＡ）１３、受光器（ＰＤ）１４、Ａ／Ｄ変換器１５、測定データ格納部１６、テーブル生成部１７、ルックアップテーブル１８、検索部１９、Ｄ／Ａ変換器２０、駆動回路２１を有する。そして、光出力レベル制御装置１０は、入力光信号を、指定された目標出力レベルに増幅して出力する。

光カプラ１１は、入力光信号を分岐して半導体光増幅器１３および受光器１４に導く。すなわち、光カプラ１１は、光スプリッタとして使用される。光カプラ１１の分岐比は特に限定されるものではないが、入力光信号の光パワーの大部分が半導体光増幅器１３に導かれる。

遅延線１２は、光カプラ１１と半導体光増幅器１３との間に設けられる。すなわち、光カプラ１１から出力される光信号の一方は、遅延線１２を介して半導体光増幅器１３に導かれる。遅延線１２は、この例では、光ファイバによって実現される。この場合、遅延線１２の長さは、遅延線１２を介して光信号が伝搬する時間が、受光器１４、Ａ／Ｄ変換器１５、検索部１９、Ｄ／Ａ変換器２０、および駆動回路２１の動作時間に一致するように設計される。

半導体光増幅器１３は、入力光信号を増幅する。半導体光増幅器１３の利得は、駆動回路２１から与えられる駆動電圧によって制御される。

図３は、半導体光増幅器１３の光入力パワー、駆動電圧、光出力レベルの関係を示す。図３において、横軸は、光入力パワーを表す。縦軸は、半導体光増幅器１３の駆動電圧を表す。曲線Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、光出力レベル10dBm、9dBm、-10dBmに対して光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との関係を表す。光出力レベルは、この明細書においては、光出力パワーのうち半導体光増幅器１３の雑音光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）の光出力パワーを差し引いた、信号光のみの光出力パワーである。図３に示す例では、たとえば、光入力パワーがｘ１であるときに、駆動電圧がｙ１に制御されると、「光出力レベル＝9dBm」が得られる。また、光入力パワーがｘ２であるときには、駆動電圧がｙ２に制御されると、「光出力レベル＝9dBm」が得られる。換言すれば、目標出力レベルが指定されると、光入力パワーに対して半導体光増幅器１３の駆動電圧が一意に決定される。

受光器１４は、入力光信号を電気信号に変換する。この電気信号は、入力光信号のパワーを表す。すなわち、受光器１４は、光出力レベル制御装置１０の光入力パワーを検出する。なお、受光器１４は、例えば、フォトダイオードを含む。この場合、受光器１４は、フォトダイオードにより得られる電流信号を電圧信号に変換する回路を有するようにしてもよい。

Ａ／Ｄ変換器１５は、受光器１４の出力信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、光出力レベル制御装置１０の光入力パワーを表す。なお、受光器１３によって検出された光入力パワーを表すデジタル信号を「入力ＰＤ値」と呼ぶことがある。

測定データ格納部１６は、第１の曲線および第２の曲線を表すデータを格納する。第１の曲線は、第１の光出力レベルを得るための光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との関係を表す。第２の曲線は、第２の光出力レベルを得るための光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との関係を表す。測定データ格納部１６は、さらに、光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との関係を表す曲線の端点についての測定データも格納する。第１の曲線、第２の曲線、および端点の測定データについては、後で詳しく説明する。なお、測定データ格納部１６は、例えば、半導体メモリによって実現される。

テーブル生成部１７は、指定された目標出力レベルに基づいて、ルックアップテーブル１８を生成する。このとき、テーブル生成部１７は、上述した第１の曲線および第２の曲線を利用して、指定された目標出力レベルに対応するルックアップテーブル１８を生成する。目標出力レベルは、半導体光増幅器１３が保持する出力光レベルを表す。例えば、図３に示す実施例において、「目標出力レベル＝9dBm」が与えられたときは、曲線Ｂを表すルックアップテーブル１８が生成される。なお、目標出力レベルは、例えば、図１に示す光伝送装置１または光伝送装置１を含むネットワークのユーザによって指定される。また、ルックアップテーブル１８は、例えば、半導体メモリによって実現される。

テーブル生成部１７は、正規化部１７ａ、補間部１７ｂ、目標曲線生成部１７ｃを有する。正規化部１７ａ、補間部１７ｂ、目標曲線生成部１７ｃの機能については、後で説明する。

テーブル生成部１７は、例えば、プロセッサ（ＤＳＰを含む）により実現される。この場合、テーブル生成部１７の機能は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現される。なお、テーブル生成部１７は、ハードウェア回路で実現してもよい。

検索部１９は、ルックアップテーブル１８を参照して、光入力パワーに対応する駆動電圧を決定する。光入力パワーは、上述したように、受光器１４によって検出される。すなわち、検索部１９は、受光器１４により検出される光入力パワーに対応する駆動電圧を決定する。検索部１９による「決定」は、ルックアップテーブルを検索して対応するデータを抽出する動作を含むものとする。なお、検索部１９は、例えば、ルックアップテーブル１８を検索するハードウェア回路で実現される。ただし、検索部１９は、プロセッサを用いて実現してもよい。

Ｄ／Ａ変換器２０は、検索部１９により決定された駆動電圧値を表すデジタル信号をアナログ信号に変換する。駆動回路２１は、Ｄ／Ａ変換器２０により生成されるアナログ信号に基づいて、半導体光増幅器１３を駆動する。すなわち、半導体光増幅器１３は、光入力パワーに対応する駆動電圧で駆動される。

上記構成の光出力レベル制御装置１０に、光信号ａ１、ａ２、ａ３が順番に入力されるものとする。光信号ａ１、ａ２、ａ３は、特に限定されるものではないが、例えば、異なる光ノードから送信されたパケット信号である。図２において、ａ１〜ａ３の高さは、光パワーを表す。また、ユーザによって目標出力レベルが指定されており、ルックアップテーブル１８には、その目標出力レベルを実現するためのデータ（光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧の関係を表すデータ）が格納されている。

光信号ａ１が入力されたときは、検索部１９は、ルックアップテーブル１８を参照することにより、光信号ａ１の光パワーに対応する駆動電圧ｂ１を特定する。そうすると、駆動回路２１は、駆動電圧ｂ１で半導体光増幅器１３を駆動する。この結果、半導体光増幅器１３から出力される光信号ａ１のパワーは、目標出力レベルに制御される。なお、図２において、ｂ１〜ｂ３の高さは、電圧を表す。

同様に、光信号ａ２が入力されたときは、駆動回路２１は、駆動電圧ｂ２で半導体光増幅器１３を駆動する。また、光信号ａ３が入力されたときは、駆動回路２１は、駆動電圧ｂ３で半導体光増幅器１３を駆動する。したがって、光信号ａ１、ａ２、ａ３の光入力パワーが互いに異なっていても、光信号ａ１、ａ２、ａ３の光出力レベルは、一定の目標出力レベルに制御される。

このように、光出力レベル制御装置１０は、フィードフォワードで、光入力パワーに基づいて半導体光増幅器１３の駆動電圧を制御する。したがって、光入力パワーが高速に変動しても、光出力レベル制御装置１０は、その変動に追従して出力光信号の光パワーを制御できる。ただし、本発明は、光入力パワーに基づいてフィードフォワードで駆動電圧を制御する方式に限定されるものではない。

＜背景技術の説明＞
ここで、本発明の実施形態のルックアップテーブル１８の生成方法を説明する前に、ルックアップテーブルの背景技術について記載する。なお、以下に記載する背景技術は、本発明の実施形態の構成および方法を理解しやすくするためのものであって、公知の技術ではない。

図４は、ルックアップテーブルの一例を示す。図４に示す例では、ルックアップテーブル群１００は、複数のルックアップテーブル１００ａ〜１００ｎを有する。各ルックアップテーブル１００ａ〜１００ｎは、それぞれ対応する目標出力レベル（10dBm, 9dBm, ...,-10dBm）に対して設けられている。そして、各ルックアップテーブル１００ａ〜１００ｎには、光入力パワーと光増幅器の駆動電圧の対応関係が格納されている。この対応関係は、光増幅器の特性を表す。

ここで、図２に示す光出力レベル制御装置１０において、図４に示すルックアップテーブル群１００が使用されるものとする。この場合、ユーザが指定する目標出力レベルに基づいてルックアップテーブルが選択され、選択されたルックアップテーブルを利用して半導体光増幅器１３が制御される。例えば、ユーザにより「目標出力レベル＝10dBm」が指定されたときは、ルックアップテーブル１００ａを利用して半導体光増幅器１３が制御される。

図５は、ルックアップテーブルを作成するための測定系の一例を示す。この測定系は、光信号生成器３１、入力ＰＤ値取得部３２、光出力パワーモニタ３３、駆動電圧値生成器３４を有する。光信号生成器３１は、所望のパワーの光信号を生成することができる。入力ＰＤ値取得部３２は、入力ＰＤ値（すなわち、受光器１４により検出される光入力パワーを表すデジタル信号）を取得する。ＡＳＥカットフィルタ３５は、入力された光からＡＳＥ成分を除去し、信号光だけを出力する光フィルタである。光出力パワーモニタ３３は、半導体光増幅器１３の出力光信号のパワーからＡＳＥカットフィルタ３５によってＡＳＥ成分を除去された信号光のみの光出力パワー（すなわち光出力レベル）をモニタする。駆動電圧値生成器３４は、所望の駆動電圧値を生成することができる。

一例として、「出力レベル＝10dBm」に対応するルックアップテーブル１００ａを生成する場合の手順について説明する。この場合、入力ＰＤ値取得部３２において「入力ＰＤ値＝０，１，２，．．．，４０９５」が順番に検出されるように、光信号生成器３１が制御される。そして、各測定点において（すなわち、各入力ＰＤ値に対して）、光出力パワーモニタ３３において検出される光出力レベルが「10dBm」となるように、駆動電圧値生成器３４が制御される。これにより、各測定点（上述の例では、４０９６個の測定点）において、光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との対応関係を表す測定データが収集される。

上述の測定は、各出力レベルに対して行われる。図４に示す例では、10dBm〜-10dBmの範囲で測定データが収集されている。この結果、ルックアップテーブル１００ａ〜１００ｎが生成される。

ところが、目標出力レベルは、ユーザ毎に異なる。このため、汎用的に使用可能なルックアップテーブルで様々なユーザの要求に答えるためには、予め多数のルックアップテーブルを用意しておく必要がある。このため、汎用的に使用可能なルックアップテーブルを作成する場合、上述の測定データを収集するために要する時間が長くなり、そのためのコストも高くなる。

この問題は、例えば、ルックアップテーブルを作成するための測定点を少なくし、指定された目標出力レベルに対応するデータを線形補間により計算することで解決され得る。例えば、図６に示す例では、２つの出力レベル（10dBm、-10dBm）に対して、光入力パワーと半導体光増幅器１３の駆動電圧との対応関係を表す測定データが収集されている。すなわち、２つの測定データテーブル４１、４２が生成される。なお、図６において、斜線領域は、測定が行われていないことを表している。

測定データテーブル４１、４２は、図４に示すルックアップテーブル１００ａ〜１００ｎと比較すると、測定が行われた入力ＰＤ値（或いは、光入力パワー）の間隔が広い。図４に示す例では、上述したように「入力ＰＤ値＝０，１，２，．．．，４０９５」に対してそれぞれ対応する駆動電圧値が測定されている。これに対して、図６に示す例では「入力ＰＤ値＝０，１００，２００，．．．，４０００，４０９５」に対してそれぞれ対応する駆動電圧値が測定されている。

図７は、図６に示す測定データテーブル４１、４２を利用して、所望の目標出力レベルに対応するルックアップテーブルを生成する方法を説明する図である。図７において、●印は、図６に示す測定データテーブル４１、４２に格納されている測定データを表す。測定データは、入力ＰＤ値および駆動電圧値のペアで表される。入力ＰＤ値は、受光器１４により検出される光入力パワーを表す。駆動電圧値は、半導体光増幅器１３に印加すべき駆動電圧を表す。ｅ１〜ｅ８は、「出力レベル＝10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係を表す。ｆ１〜ｆ８は、「出力レベル＝-10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係を表す。なお、測定データｅ１〜ｅ８、ｆ１〜ｆ８は、それぞれ図６に示す測定データテーブル４１、４２に格納されている。

指定された目標出力レベルに対応するルックアップテーブルを生成するときは、まず、出力レベル毎に、入力ＰＤ値方向において線形補間が行われる。すなわち、「出力レベル＝10dBm」に対して得られている測定データｅ１〜ｅ８において、互いに隣接する測定データ間で線形補間が行われる。例えば、測定データｅ３、ｅ４に対して線形補間を行うことにより、測定データｅ３、ｅ４間の補間データが計算される。このとき、測定データｅ３、ｅ４間に複数の補間データが計算される。例えば、図６に示す測定データテーブル４１から、図４に示すルックアップテーブル１００ａと同等な入力ＰＤ値間隔のテーブルを得るためには、測定データｅ３、ｅ４間に９９個の補間データが計算される。

この線形補間により、「出力レベル＝10dBm」に対して、十分に細かい光入力パワー間隔で、入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係が得られる。同様の演算により、「出力レベル＝-10dBm」に対しても、十分に細かい光入力パワー間隔で、入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係が得られる。

続いて、駆動電圧方向において線形補間が行われる。例えば、測定データｅ４、ｆ４に基づいて線形補間を行うことにより、補間データｄ４が計算される。補間計算における内分比は、目標出力レベルに基づいて決まる。例えば、「目標出力レベル＝9dBm」が与えられたときは、ｅ４、ｆ４の駆動電圧値を１：１９で内分することによって、ｄ４の駆動電圧値が算出される。また、「目標出力レベル＝8dBm」が与えられたときは、ｅ４、ｆ４の駆動電圧値を２：１８で内分することによって、ｄ４の駆動電圧値が算出される。

すべての入力ＰＤ値に対して駆動電圧方向の線形補間をそれぞれ行えば、目標出力レベルを得るための入力ＰＤ値−駆動電圧値曲線Ｄが導出される。ここで、この曲線Ｄは、ある一定の出力レベル（すなわち、目標出力レベル）を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との関係を表すので、「出力レベル一定曲線」と呼ぶことがある。すなわち、図７に示す曲線Ｄは、目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線である。そして、目標出力レベルに対応するルックアップテーブルは、この曲線Ｄを表す補間データを所定の形式でメモリ領域に記録することで生成される。なお、補間によってルックアップテーブルを展開する方法については、例えば、特開２０１２−７０３５３に記載されている。

上述のように、測定データ（図７では、ｅ１〜ｅ８、ｆ１〜ｆ８）に対して補間を行うことで目標出力レベルに対応するルックアップテーブルを生成する場合、図４に示す構成と比較して、測定回数が大幅に削減される。よって、ルックアップテーブルに格納するデータを測定のために要する時間が短縮され、そのためのコストも低くなる。

ところが、光出力レベル制御装置１０において使用される素子の定格等によっては、すべての領域で上述の補間を行うことができない場合がある。以下、この問題について図８を参照しながら説明する。

半導体光増幅器１３の利得は、駆動回路２１により印加される駆動電圧で制御される。しかし、半導体光増幅器１３は、駆動電圧について最大定格を有する。すなわち、光出力レベル制御装置１０は、半導体光増幅器１３の駆動電圧をその最大定格よりも大きく制御することは出来ない。

図８に示す例では、図７に示す測定データｅ１〜ｅ８、ｆ１〜ｆ８のうち、ｅ１〜ｅ４の駆動電圧値が、半導体光増幅器１３の駆動電圧の最大定格を超えている。よって、この場合、測定系は、図７に示す測定データｅ１〜ｅ４を得ることが出来ない。

ここで、目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線（図８では、曲線Ｄ）は、「出力レベル＝10dBm」の測定データおよび「出力レベル＝-10dBm」の測定データから線形補間によって計算される。ところが、図８に示す例では、測定データｅ１〜ｅ４が得られていない。このため、入力ＰＤ値がｅ５よりも小さい領域では、線形補間により目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を生成できない。すなわち、駆動電圧値が半導体光増幅器１３の最大定格以下であり、且つ、入力ＰＤ値がｅ５よりも小さい領域（即ち、図８に示す領域Ｇ）においては、線形補間によって目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を生成することはできない。なお、駆動電圧値が半導体光増幅器１３の最大定格を超える領域では、目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を生成する必要はない。

図８に示すケースでは、入力ＰＤ値がｅ５よりも小さい領域において、目標出力レベルに対して擬似的な出力レベル一定曲線を生成することは可能である。例えば、半導体光増幅器１３の最大定格値および「出力レベル＝-10dBm」の測定データを利用した線形補間によって擬似的な出力レベル一定曲線を得ることは可能である。しかしながら、このようにして生成される擬似的な出力レベル一定曲線は、正規の出力レベル一定曲線に対して大きな誤差を含む。このため、このような擬似的な出力レベル一定曲線に基づいて出力レベルの制御が行われると、光出力レベル制御装置１０の光出力レベルが不安定になってしまう。

これに加えて、受光器１４は、光入力パワーを適切に検出することができる範囲を有する。例えば、光入力パワーが非常に小さいときは、雑音等により、受光器１４の検出感度が低下する。また、光入力パワーが非常に大きいときは、受光器１４は、その光パワーを精度よく検出できない。以下では、受光器１４が検出可能な最小光パワーに対応する入力ＰＤ値を「最小入力ＰＤ値」と呼ぶことがある。また、受光器１４が検出可能な最大光パワー（又は、最大定格）に対応する入力ＰＤ値を「最大入力ＰＤ値」と呼ぶことがある。

図８に示す例では、測定データｆ２の入力ＰＤ値が最小入力ＰＤ値に相当する。また、測定データｅ８、ｆ８の入力ＰＤ値が最大入力ＰＤ値に相当する。ここで、上述の理由により、光入力パワーを表す入力ＰＤ値が最小入力ＰＤ値よりも低い領域、および光入力パワーを表す入力ＰＤ値が最大入力ＰＤ値よりも大きい領域では、入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係の測定は行われない。したがって、図８に示す例では、ｆ１は、測定されない。

このように、背景技術においては、ルックアップテーブルを作成するための測定の作業量を削減しようとすると、光出力レベル制御装置１０の光出力レベルが不安定になるおそれがある。本発明の実施形態に係る構成および方法によれば、この問題が解決または緩和される。

＜実施形態に係る構成および方法＞
実施形態の光出力レベル制御装置１０は、上述したように、たとえば、図１に示す光伝送装置１のマルチプレクサ（ＭＵＸ）２の出力側に設けられて使用される。また、光出力レベル制御装置１０は、図２に示すように、光カプラ１１、遅延線１２、半導体光増幅器（ＳＯＡ）１３、受光器（ＰＤ）１４、Ａ／Ｄ変換器１５、測定データ格納部１６、テーブル生成部１７、ルックアップテーブル１８、検索部１９、Ｄ／Ａ変換器２０、駆動回路２１を有する。

測定データ格納部１６は、第１の曲線および第２の曲線を表すデータを格納する。第１の曲線は、第１の光出力レベルを得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との関係を表す。第２の曲線は、第２の光出力レベルを得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との関係を表す。

この実施例では、第１の曲線は、「出力レベル＝10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との関係を表す出力レベル一定曲線である。また、第２の曲線は、「出力レベル＝-10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との関係を表す出力レベル一定曲線である。なお、測定データ格納部１６は、複数の出力レベル一定曲線の端点についての測定データも格納する。

図９は、測定データ格納部１６に格納される測定データを説明する図である。横軸は、受光器１４によって検出される入力ＰＤ値を表す。なお、入力ＰＤ値は、光入力パワーを表すデジタルデータである。縦軸は、半導体光増幅器１３の利得を制御するための駆動電圧値を表す。「駆動電圧値」は、半導体光増幅器１３に印加すべき電圧を指示するための制御データである。以下の説明では、横軸および縦軸がそれぞれ入力ＰＤ値および駆動電圧値を表す座標系を、「入力ＰＤ値−駆動電圧値座標系」と呼ぶことがある。

なお、この実施例では、半導体光増幅器１３の駆動電圧の最大定格は、駆動電圧値に換算すると「８１９１」である。また、受光器１４の検出範囲に対応する最小入力ＰＤ値および最大入力ＰＤ値は、それぞれ「５００」および「４０９５」である。すなわち、この実施例では、光出力レベル制御装置１０は、以下の範囲内で動作する。
駆動電圧値≦８１９１
５００≦入力ＰＤ値≦４０９５
したがって、以下の説明では、入力ＰＤ値−駆動電圧値座標系において、「駆動電圧値＝８１９１」を表す直線、「入力ＰＤ値＝５００」を表す直線、「入力ＰＤ値＝４０９５」を表す直線を、「エッジ」と呼ぶことがある。

図９に示す出力レベル一定曲線Ｅは、「出力レベル＝10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係を表す。点Ｅ１および点Ｅ２は、出力レベル一定曲線Ｅの端点である。この出力レベル一定曲線Ｅは、例えば、図５に示す測定系において、入力ＰＤ値を掃引しながら「出力レベル＝10dBm」が得られる入力ＰＤ値と駆動電圧値とのペアを検出し、検出した各ペアを表す点を図９に示す入力ＰＤ値−駆動電圧値座標系にプロットすることで得られる。なお、出力レベル一定曲線Ｅは、上述した第１の曲線に相当する。

図１０（ａ）は、出力レベル一定曲線Ｅに対応する測定データの一例を示す。この例では、入力ＰＤ値＝１５００、２０００、２５００、．．．に対して対応する駆動電圧値が測定されて格納されている。なお、入力ＰＤ値が１５００よりも小さい領域では、駆動電圧値が半導体光増幅器１３の最大定格を超えてしまうので、測定が行われていない。

図９に示す出力レベル一定曲線Ｆは、「出力レベル＝-10dBm」を得るための入力ＰＤ値と駆動電圧値との対応関係を表す。点Ｆ１および点Ｆ２は、出力レベル一定曲線Ｆの端点である。出力レベル一定曲線Ｆは、例えば、図５に示す測定系において、入力ＰＤ値を掃引しながら「出力レベル＝-10dBm」が得られる入力ＰＤ値と駆動電圧値とのペアを検出し、検出した各ペアを表す点を図９に示す入力ＰＤ値−駆動電圧値座標系にプロットすることで得られる。なお、出力レベル一定曲線Ｆは、上述した第２の曲線に相当する。

図１０（ｂ）は、出力レベル一定曲線Ｆに対応する測定データの一例を示す。この例では、入力ＰＤ値＝５００、１０００、１５００、．．．に対して対応する駆動電圧値が測定されて格納されている。

また、図９に示す端点Ｈ１(8dBm)および端点Ｈ２(8dBm)は、「出力レベル＝8dBm」が得られる入力ＰＤ値と駆動電圧値との組合せを表す出力レベル一定曲線と「エッジ」との交点である。すなわち、端点Ｈ１(8dBm)は、「出力レベル＝8dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「駆動電圧値＝８１９１」との交点である。端点Ｈ２(8dBm)は、「出力レベル＝8dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「入力ＰＤ値＝４０５９」との交点である。

端点Ｈ１(6dBm)および端点Ｈ２(6dBm)は、「出力レベル＝6dBm」が得られる入力ＰＤ値と駆動電圧値との組合せを表す出力レベル一定曲線と「エッジ」との交点である。すなわち、端点Ｈ１(6dBm)は、「出力レベル＝6dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「駆動電圧値＝８１９１」との交点である。端点Ｈ２(6dBm)は、「出力レベル＝6dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「入力ＰＤ値＝４０５９」との交点である。

端点Ｈ１(4dBm)および端点Ｈ２(4dBm)は、「出力レベル＝4dBm」が得られる入力ＰＤ値と駆動電圧値との組合せを表す出力レベル一定曲線と「エッジ」との交点である。すなわち、端点Ｈ１(4dBm)は、「出力レベル＝4dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「入力ＰＤ値＝５００」との交点である。端点Ｈ２(4dBm)は、「出力レベル＝4dBm」に対応する出力レベル一定曲線と「入力ＰＤ値＝４０５９」との交点である。

同様に、「10dBm」と「-10dBm」との間の複数の出力レベルに対応する出力レベル一定曲線と「エッジ」との交点Ｈ１、Ｈ２がそれぞれ検出される。ここで、光出力レベル制御装置１０は、「エッジ」により囲まれた領域の内側で動作する。よって、出力レベル一定曲線は、実質的には「エッジ」により囲まれた領域内で形成される。したがって、出力レベル一定曲線と「エッジ」との交点は、出力レベル一定曲線の端点である。

なお、各端点を表すデータは、図５に示す測定系において測定される。例えば、図９に示す端点Ｈ１(8dBm)、Ｈ１(6dBm)は、それぞれ、駆動電圧値を「８１９１」に保持した状態で光出力レベルが「8dBm」「6dBm」となる入力ＰＤ値を測定することにより得られる。また、端点Ｈ１(4dBm)、Ｈ１(2dBm)は、それぞれ、入力ＰＤ値を「５００」に保持した状態で光出力レベルが「4dBm」「2dBm」となる駆動電圧値を測定することにより得られる。更に、端点Ｈ２(8dBm)、Ｈ２(6dBm)、．．．は、それぞれ、入力ＰＤ値を「４０９５」に保持した状態で光出力レベルが「8dBm」「6dBm」．．．となる駆動電圧値を測定することにより得られる。

図１１は、出力レベル一定曲線の端点を表す測定データの一例を示す。この測定データも、測定データ格納部１６に格納される。端点の測定データは、上述のように、図５に示す測定系において測定される。「左上端点の座標」は、この実施例では「駆動電圧値＝８１９１」または「入力ＰＤ値＝５００」を表すエッジ上の測定データを表す。「右下端点の座標」は、この実施例では「入力ＰＤ値＝４０９５」を表すエッジ上の測定データを表す。なお、図１１に示す例では、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの端点の測定データも格納されている。

次に、測定データ格納部１６に格納されている測定データに基づいて、目標出力レベルに対応するルックアップテーブル１８を生成する方法を説明する。ルックアップテーブル１８は、テーブル生成部１７によって生成される。ここで、テーブル生成部１７は、以下の３つの工程を実行してルックアップテーブル１８を生成する
（１）正規化
（２）補間
（３）目標曲線の生成
以下、各工程について説明する。

（１）正規化
テーブル生成部１７は、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆをそれぞれ正規化する。正規化は、図２に示す正規化部１７ａにより実行される。この実施例では、図１１および図１２に示すように、出力レベル一定曲線Ｅの一方の端点Ｊ１の座標は（1500，8191）であり、他方の端点Ｊ４の座標は（4095，5800）である。また、出力レベル一定曲線Ｆの一方の端点Ｋ１の座標は（500，5900）であり、他方の端点Ｋ４の座標は（4095，4100）である。なお、図１２では、入力ＰＤ値−駆動電圧値座標系において出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆが表されている。

出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの「正規化」は、例えば、２つの出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの入力ＰＤ値の範囲が互いに一致し、且つ、２つの出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの駆動電圧値の範囲が互いに一致するように、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの少なくとも一方を補正することにより実現される。

図１３は、出力レベル一定曲線の正規化について説明する図である。この実施例では、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの双方が補正される。
図１３（ａ）に示す矩形Ｊ１〜Ｊ４は、出力レベル一定曲線Ｅの２つの端点Ｊ１、Ｊ４により定義される。ここで、端点Ｊ１、Ｊ４の座標は（1500，8191）（4095，5800）である。したがって、Ｊ１〜Ｊ４の座標は、図１３（ａ）に示す通りである。

図１３（ｂ）に示す矩形Ｋ１〜Ｋ４は、出力レベル一定曲線Ｆの２つの端点Ｋ１、Ｋ４により定義される。ここで、端点Ｋ１、Ｋ４の座標は（500，5900）（4095，4100）である。したがって、Ｋ１〜Ｋ４の座標は、図１３（ｂ）に示す通りである。

テーブル生成部１７は、矩形Ｊ１〜Ｊ４が共通矩形Ｌ１〜Ｌ４にマッピングされるように出力レベル一定曲線Ｅを補正し、また、矩形Ｋ１〜Ｋ４が共通矩形Ｌ１〜Ｌ４にマッピングされるように出力レベル一定曲線Ｆを補正する。共通矩形Ｌ１〜Ｌ４の各頂点の座標は（0，5000）（5000，5000）（0，0）（5000，0）である。なお、図１３に示す実施例では、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４は正方形であるが、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４は正方形でなくてもよい。

矩形Ｊ１〜Ｊ４から共通矩形Ｌ１〜Ｌ４へのマッピングは、平行移動およびスカラー演算により実現される。すなわち、Ｊ３がＬ３へ移動するように、矩形Ｊ１〜Ｊ４（すなわち、出力レベル一定曲線Ｅ）に対して平行移動が行われる。また、入力ＰＤ値方向において、Ｊ３、Ｊ４間の長さがＬ３、Ｌ４間の長さに一致するように、矩形Ｊ１〜Ｊ４に対してスカラー演算が実行される。さらに、駆動電圧値方向において、Ｊ１、Ｊ３間の長さがＬ１、Ｌ３間の長さに一致するように、矩形Ｊ１〜Ｊ４に対してスカラー演算が実行される。

一例として、出力レベル一定曲線Ｅを形成する測定点Ｅ３（2500，6600）についての計算を示す。なお、測定点のＸ座標およびＹ座標は、それぞれ入力ＰＤ値および駆動電圧値を表す。

測定点Ｅ３に対して平行移動が行われる。ここで、Ｊ３の座標は（1500，5800）であり、Ｌ３の座標は（0，0）である。よって、測定点Ｅ３は、下記の平行移動により点Ｍに移動する。
Ｍ＝（2500，6600）−（1500，5800）＝（1000，800）

続いて、入力ＰＤ値方向において、点ＭのＸ座標に対して下記のスカラー演算が行われる。また、駆動電圧値方向において、点ＭのＹ座標に対して下記のスカラー演算が行われる。この結果、測定点Ｅ３は、Ｅ３’にマッピングされる。
Ｅ３’のＸ座標＝1000×{5000/(4095-1500)}＝1927
Ｅ３’のＹ座標＝800×{5000/(8191-5800)}＝1673

上記演算により、出力レベル一定曲線Ｅを形成する測定点Ｅ３は、図１３（ａ）に示すＥ３’にマッピングされる。したがって、出力レベル一定曲線Ｅを形成する各測定点に対して同様の演算を実行すれば、図１３（ａ）に示す曲線Ｅ’が得られる。なお、以下の説明では、出力レベル一定曲線Ｅに対して上述のマッピングを行うことにより得られる曲線Ｅ’を正規化曲線Ｅ’と呼ぶことがある。

矩形Ｋ１〜Ｋ４から共通矩形Ｌ１〜Ｌ４へのマッピングは、矩形Ｊ１〜Ｊ４から共通矩形Ｌ１〜Ｌ４へのマッピングとほぼ同じである。一例として、出力レベル一定曲線Ｆを形成する測定点Ｆ３（1500，4350）についての計算を示す。

Ｋ３の座標は（500，4100）である。よって、測定点Ｆ３は、下記の平行移動により点Ｎに移動する。
Ｎ＝（1500，4350）−（500，4100）＝（1000，250）

つづいて、入力ＰＤ値方向および駆動電圧値方向のそれぞれにおいて、点Ｎの座標に対して下記のスカラー演算が行われる。この結果、測定点Ｆ３は、Ｆ３’にマッピングされる。
Ｆ３’のＸ座標＝1000×{5000/(4095-500)}＝1391
Ｆ３’のＹ座標＝250×{5000/(5900-4100)}＝694

上記演算により、出力レベル一定曲線Ｆを形成する測定点Ｆ３は、図１３（ｂ）に示すＦ３’にマッピングされる。したがって、出力レベル一定曲線Ｆを形成する各測定点に対して同様の演算を実行すれば、図１３（ｂ）に示す曲線Ｆ’が得られる。なお、以下の説明では、出力レベル一定曲線Ｆに対して上述のマッピングにより得られる曲線Ｆ’を正規化曲線Ｆ’と呼ぶことがある。

このように、テーブル生成部１７は、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの入力ＰＤ値の範囲が互いに一致し、且つ、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの駆動電圧値の範囲が互いに一致するように、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆを正規化する。この結果、正規化曲線Ｅ’および正規化曲線Ｆ’が生成される。

なお、上述の実施例では、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの双方が補正されているが、本発明はこの方法に限定されるものではない。すなわち、テーブル生成部１７は、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの一方のみを補正するようにしてもよい。この場合、テーブル生成部１７は、矩形Ｊ１〜Ｊ４が矩形Ｋ１〜Ｋ４へマッピングされるように、出力レベル一定曲線Ｅを補正する。或いは、テーブル生成部１７は、矩形Ｋ１〜Ｋ４が矩形Ｊ１〜Ｊ４へマッピングされるように、出力レベル一定曲線Ｆを補正してもよい。

（２）補間
テーブル生成部１７は、正規化曲線Ｅ’、Ｆ’（すなわち、正規化された出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆ）に基づく補間により、目標出力レベルに対応する補間曲線を生成する。補間演算は、図２に示す補間部１７ｂにより実行される。目標出力レベルは、例えば、ユーザによって指定される。

図１４は、補間演算について説明する図である。補間演算は、図１４に示すように、Ｙ方向（すなわち、駆動電圧値方向）において行われる。例えば、Ｅ４’、Ｆ４’に対して線形補間を行うことによりＤ４’の座標が計算される。ここで、Ｅ４’、Ｆ４’、Ｄ４’のＸ座標は、互いに同じである。また、補間演算における内分比は、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの出力レベル、および目標出力レベルに基づいて決まる。この実施例では、出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆの出力レベルは、それぞれ「10dBm」「-10dBm」である。よって、例えば「目標出力レベル＝9dBm」が与えられたときは、Ｅ４’、Ｆ４’のＹ座標を１：１９で内分することにより、Ｄ４’のＹ座標が得られる。「目標出力レベル＝7dBm」が与えられたときは、Ｅ４’、Ｆ４’のＹ座標を３：１７で内分することにより、Ｄ４’のＹ座標が算出される。

上述の補間演算は、正規化された入力ＰＤ値の全範囲（すなわち、０〜５０００）渡って行われる。この結果、目標出力レベルに対応する補間曲線が生成される。図１４に示す例では、補間曲線Ｄ’が生成されている。

なお、テーブル生成部１７は、補間曲線を生成するための補間演算の前に、各正規化曲線Ｅ’、Ｆ’において、入力ＰＤ値方向の線形補間により、各曲線を構成する点の数を増やしておくことが好ましい。この場合、正規化曲線Ｅ’を構成する点のＸ座標、および正規化曲線Ｆ’を構成する点のＸ座標が、互いに同じであることが好ましい。

（３）目標曲線の生成
テーブル生成部１７は、正規化曲線Ｅ’、Ｆ’に基づく補間によって得られた補間曲線Ｄ’を逆正規化して目標出力レベルに対応する目標曲線を生成する。なお、逆正規化は、図２に示す目標曲線生成部１７ｃにより実行される。また、逆正規化は、図１３に示すマッピングに対応する逆マッピングにより実現される。

図１５〜図１６を参照しながら、補間曲線Ｄ’を逆正規化して目標出力レベルに対応する目標曲線を生成する処理を説明する。ここでは、指定された目標出力レベルが7dBmであるものとする。

テーブル生成部１７は、まず、図１６に示す補間曲線Ｄ’の２つの端点に対して逆マッピングを行う。このとき、テーブル生成部１７は、図１１（または、図９）に示す測定データを利用して、「出力レベル＝7dBm」に対応する出力レベル一定曲線の端点の座標を計算する。

「出力レベル＝7dBm」に対応する出力レベル一定曲線を生成する際に、テーブル生成部１７は、「出力レベル＝7dBm」に近い１組の出力レベルの測定データを参照する。このとき、7dBmよりも大きい出力レベルに対応する測定データ、及び7dBmよりも小さい出力レベルに対応する測定データが参照される。例えば、図１１に示す測定データを利用する場合は、「出力レベル＝8dBm」および「出力レベル＝6dBm」に対応する測定データが参照される。

入力ＰＤ値−駆動電圧値座標の左上側領域においては、「出力レベル＝8dBm」に対応する端点Ｈ１(8dBm)の座標が（1100，8191）であり、「出力レベル＝6dBm」に対応する端点Ｈ１(6dBm)の座標が（700，8191）である。よって、これら２つの座標に基づく線形補間により、図１５に示すように、「出力レベル＝7dBm」に対応する出力レベル一定曲線の一方の端点Ｐ１の座標（900，8191）が算出される。

入力ＰＤ値−駆動電圧値座標の右下側領域においては、「出力レベル＝8dBm」に対応する端点Ｈ２(8dBm)の座標が（4095，5600）であり、「出力レベル＝6dBm」に対応する端点Ｈ２(6dBm)の座標が（4095，5200）である。よって、これら２つの座標に基づく線形補間により、図１５に示すように、「出力レベル＝7dBm」に対応する出力レベル一定曲線の他方の端点Ｐ４の座標（4095，5400）が算出される。

続いて、テーブル生成部１７は、図１６に示すように、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４が矩形Ｐ１〜Ｐ４に逆マッピングされるように、補間曲線Ｄ’を補正する。ここで、矩形Ｐ１〜Ｐ４は、「出力レベル＝7dBm」に対応する出力レベル一定曲線の２つの端点Ｐ１、Ｐ４により定義される。すなわち、矩形Ｐ１〜Ｐ４の各頂点の座標は、図１６に示す通りである。

共通矩形Ｌ１〜Ｌ４から矩形Ｐ１〜Ｐ４への逆マッピングは、スカラー演算および平行移動によって実現される。すなわち、入力ＰＤ値方向において、Ｌ３、Ｌ４間の長さがＰ３、Ｐ４間の長さに一致するように、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４（すなわち、補間曲線Ｄ’）に対してスカラー演算が実行される。また、駆動電圧値方向において、Ｌ１、Ｌ３間の長さがＰ１、Ｐ３間の長さに一致するように、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４に対してスカラー演算が実行される。さらに、Ｌ３がＰ３へ移動するように、共通矩形Ｌ１〜Ｌ４に対して平行移動が行われる。一例として、補間曲線Ｄ’上の点データＤ５’（1500，1600）についての計算を示す。

テーブル生成部１７は、まず、データ点Ｄ５’のＸ座標およびＹ座標に対して下記のスカラー演算を行う。この結果、Ｄ５’は、下記の座標にマッピングされる。
Ｘ座標＝1500×{(4095-900)/5000}＝959
Ｙ座標＝1600×{(8191-5400)/5000}＝893

続いて、テーブル生成部１７は、下記の平行移動演算を実行する。（900，5400）は、Ｐ３の座標である。この結果、Ｄ５’は、図１６に示すように、Ｄ５に逆マッピングされる。
Ｄ５＝（959，893）＋（900，5400）＝（1859，6293）

テーブル生成部１７は、補間曲線Ｄ’を形成する各データ点に対して上述の演算を実行する。これにより、目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線（目標曲線）Ｄが生成される。そして、テーブル生成部１７は、このようにして生成した出力レベル一定曲線Ｄを表すデータ（すなわち、入力ＰＤ値と駆動電圧値の組合せ）を、ルックアップテーブル１８に格納する。

このように、実施形態の光出力レベル制御装置１０においては、テーブル生成部１７が目標出力レベルに対応するルックアップテーブル１８を生成する。検索部１９は、ルックアップテーブル１８を参照して、光入力パワーを表す入力ＰＤ値に対応する駆動電圧値を出力する。そして、駆動回路２１は、検索部１９により検索された駆動電圧値に対応する駆動電圧で半導体光増幅器１３の利得を制御する。したがって、光入力パワー変動しても、半導体光増幅器１３から出力される光信号のパワーは、目標出力レベルに制御される。

上述のように、テーブル生成部１７は、２つの出力レベル一定曲線Ｅ、Ｆをそれぞれ正規化する。この正規化により、図１３〜図１４に示す正規化曲線Ｅ’およびＦ’が生成される。ここで、正規化曲線Ｅ’の端点の座標および正規化曲線Ｆ’端点の座標は、互いに一致している。また、正規化曲線Ｅ’およびＦ’の形状は、互いに類似している。このため、目標出力レベルが与えられたとき、正規化曲線Ｅ’およびＦ’に基づく補間により得られる補間曲線Ｄ’は、目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を精度良く表す。したがって、補間曲線Ｄ’に基づいて目標出力レベルに対応するルックアップテーブルを生成すれば、光出力レベル制御装置１０は、出力光信号のパワーを精度よく目標レベルに制御することができる。

また、実施形態の正規化を行うことなく、２つの出力レベルについての測定データから補間により所望の出力レベル一定曲線を生成する場合は、生成される出力レベル一定曲線の誤差が大きくなることがある。例えば、２つの出力レベルの差分が大きいとき（図６〜図７に示す例では、差分は20dB）は、生成される出力レベル一定曲線の誤差が大きくなる。これに対して、実施形態の方法では、正規化された２つの出力レベル一定曲線から補間によって目標出力レベルに対応する出力レベル一定曲線が生成される。ここで、正規化された２つの出力レベル一定曲線の形状は、互いに類似している。よって、生成される出力レベル一定曲線の誤差は小さい。すなわち、実施形態の方法によれば、少ない測定データから精度のよいルックアップテーブルを生成できる。したがって、目標出力レベルに対応するルックアップテーブルを生成するために必要な測定データを収集する労力が削減される。

＜他の実施形態＞
図２に示す構成では、光出力レベル制御装置１０は、測定データ格納部１６およびテーブル生成部１７を含むが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、光出力レベル制御装置１０は、測定データ格納部１６を含まなくてもよい。この場合、図１０および図１１に示す測定データが光出力レベル制御装置１０に与えられる。そうすると、テーブル生成部１７は、光出力レベル制御装置１０の外部から与えられる測定データに基づいて、目標出力レベルに対応するルックアップテーブル１８を作成する。また、光出力レベル制御装置１０は、測定データ格納部１６およびテーブル生成部１７を含まなくてもよい。この場合、光出力レベル制御装置１０の外部で作成されたルックアップテーブル１８が光出力レベル制御装置１０に設定される。

上述の実施例では、測定テータ格納部１６には、２つの出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を表すデータが格納されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、測定テータ格納部１６は、３つの出力レベルに対応する出力レベル一定曲線を表すデータを格納していてもよい。この場合、テーブル生成部１７は、目標出力レベルに近接する２つの出力レベルに対応する出力レベル一定曲線に基づいてルックアップテーブル１８を作成することができる。

なお、光出力レベル制御装置１０の入力側に光増幅器がある場合、光出力レベル制御装置１０に入力される光信号にＡＳＥが付加されてしまう。ただし、この場合でも、光増幅器と図２の光カプラ１１の入力側の間、もしくは光カプラ１１の出力と受光器（ＰＤ）１４との間にＡＳＥカットフィルタ３５を挿入することで、受光器（ＰＤ）１４は、入力光信号のみを受光することができ、Ａ／Ｄ変換器１５は、入力光信号のみのパワーを読み取ることができる。したがって、光出力レベル制御装置１０は、光出力レベルを一定に保つことができる。この実施例では、図１の光伝送装置１の光増幅器３の出力側に光出力レベル制御装置１０を設置しても、光出力レベル制御装置１０は光出力レベルを一定に保つことができる。この場合、光出力レベル制御装置１０は、必ずしも光伝送装置１の中に設置される必要はなく、光増幅器３と、図１には表示されていない光受信機の間の任意の位置に設置すれば良い。

１ 光伝送装置
１０ 光出力レベル制御装置
１３ 半導体光増幅器（ＳＯＡ）
１４ 受光器（ＰＤ）
１６ 測定データ格納部
１７ テーブル生成部
１７ａ 正規化部
１７ｂ 補間部
１７ｃ 目標曲線生成部
１８ ルックアップテーブル
１９ 検索部
２１ 駆動回路

Claims (6)

1. 入力光信号の光パワーを検出する検出器と、
   前記入力光信号を増幅する光増幅器と、
   第１の出力レベルを得るための光入力パワーと前記光増幅器の駆動電圧との関係を表す第１の曲線を形成するデータ、および第２の出力レベルを得るための光入力パワーと前記駆動電圧との関係を表す第２の曲線を形成するデータを格納する格納部と、
   前記第１および第２の曲線の光入力パワーの範囲が互いに一致し、且つ、前記第１および第２の曲線の駆動電圧の範囲が互いに一致するように、前記第１または第２の曲線の少なくとも一方を補正し、少なくとも一方が補正された前記第１および第２の曲線に基づく補間により、目標出力レベルを得るための光入力パワーと光増幅器の駆動電圧との関係を表す目標曲線を生成する生成部と、
   前記目標曲線に基づいて、前記検出器により検出される光パワーに対応する駆動電圧を決定する決定部と、
   前記決定部により決定された駆動電圧で前記光増幅器を駆動する駆動回路と、
   を有する光出力レベル制御装置。
2. 前記生成部によって生成された目標曲線を形成するデータを格納する目標データ格納部をさらに有し、
   前記決定部は、前記検出器により検出される光パワーで前記目標データ格納部を検索することにより、前記検出器により検出される光パワーに対応する駆動電圧を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光出力レベル制御装置。
3. 前記生成部は、
   前記第１および第２の曲線を正規化する正規化部と、
   前記正規化部によって正規化された前記第１および第２の曲線から補間により第３の曲線を生成する補間部と、
   前記補間部によって生成された第３の曲線を逆正規化して前記目標曲線を生成する目標曲線生成部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光出力レベル制御装置。
4. 前記補間部は、前記第１の出力レベル、前記第２の出力レベル、および前記目標出力レベルに基づいて決まる比率で、前記第１および第２の曲線から補間により前記第３の曲線を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の光出力レベル制御装置。
5. 前記格納部は、前記第１の出力レベルと前記第２の出力レベルとの間の中間出力レベルを得るための光入力パワーと前記光増幅器の駆動電圧との関係を表す中間曲線の端点を表すデータをさらに格納し、
   前記中間曲線の端点は、前記光増幅器の駆動電圧の上限値を表す直線、前記検出器が検出可能な光パワーの最小値を表す直線、または前記検出器が検出可能な光パワーの最大値を表す直線のいずれかの線上に配置されており、
   前記目標曲線生成部は、前記格納部に格納されている中間曲線の端点を表すデータを利用して、前記第３の曲線から前記目標曲線を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の光出力レベル制御装置。
6. 入力光信号の光パワーを検出する検出器、前記入力光信号を増幅する光増幅器、および前記検出器により検出される光パワーに対応する駆動電圧で前記光増幅器を駆動する駆動回路を有する光出力レベル制御装置において使用されるルックアップテーブルを生成する方法であって、
   第１の出力レベルを得るための光入力パワーと前記光増幅器の駆動電圧との関係を表す第１の曲線、および第２の出力レベルを得るための光入力パワーと前記駆動電圧との関係を表す第２の曲線の光入力パワーの範囲が互いに一致し、且つ、前記第１および第２の曲線の駆動電圧の範囲が互いに一致するように、前記第１または第２の曲線の少なくとも一方を補正し、
   少なくとも一方が補正された前記第１および第２の曲線に基づく補間によって、目標出力レベルを得るための光入力パワーと光増幅器の駆動電圧との関係を表す目標曲線を生成し、
   光入力パワーから前記光増幅器の駆動電圧を検索可能なように、前記目標曲線を表すデータを記憶領域に格納する
   ことを特徴とするルックアップテーブル生成方法。