JP6040583B2 - 光伝送装置 - Google Patents

Description

本願の開示する技術は、光伝送装置に関する。

光バースト信号を使用した光パケット伝送装置では、光バースト信号を増幅する光アンプが使用されている。

光アンプに光バースト信号が入力された場合、入力直後は光アンプが十分な励起状態にあっても、入力信号の増幅にエネルギーを使用するため、時間経過と共に間に光アンプ内の励起状態が低くなる。その結果、光アンプの出力信号はその先頭部分では出力パワーが高く、途中からは出力パワーが下がるようになる、いわゆる光サージが発生する。この光サージを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

本発明者達が光バースト信号を使用した光パケット伝送装置について鋭意研究した結果、光サージの問題以外に、次の問題があることを見出した。すなわち、光アンプに入力される光バースト信号の長さおよび密度（単位時間当たりの光バースト信号が存在する割合）によって、光アンプのゲインが変動して、出力信号の光パワーが変動することを見出した。

特開平９−２００１４５号公報 特開２００１−３５２２９７号公報

本願の開示する技術の一目的は、光アンプに入力される光バースト信号の長さおよび密度が変動しても、光アンプのゲインを安定化できる光伝送装置を提供することにある。

本願の開示する技術の一態様によれば、分岐部と、信号長検出部と、光パワー検出部と、遅延部と、光増幅器と、励起光光源と、励起光パワー調整部と、を備える光伝送装置が提供される。分岐部は、光バースト信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する。信号長検出部は、単位時間内に第１の光信号の信号長を検出する。光パワー検出部は、単位時間内の第１の光信号の光パワーを検出する。遅延部は、第２の光信号を遅延させる。光増幅器は、遅延部で遅延された第２の光信号を増幅する。励起光光源は、光増幅器に供給される励起光を生成する。励起光パワー調整部は、光増幅器に供給される励起光の光パワーを、第１の光信号の信号長と、第１の光信号の光パワーに基づいて調整する。

本願の開示する技術によれば、光アンプに入力される光バースト信号の長さおよび間隔が変動しても、光アンプのゲインを安定化できる光伝送装置が提供される。

図１は、本願の開示する技術の第１〜第４の実施の形態の光伝送装置を説明するための概略図である。 図２は、本願の開示する技術の第１の実施の形態の光伝送装置を説明するための概略図である。 図３は、本願の開示する技術の第１の実施の形態の光伝送装置内の信号を説明するための概略図である。 図４は、本願の開示する技術の第１の実施の形態の光伝送装置内の信号を説明するための概略図である。 図５は、本願の開示する技術の第２の実施の形態の光伝送装置を説明するための概略図である。 図６は、本願の開示する技術の第２の実施の形態の光伝送装置の変形例を説明するための概略図である。 図７は、本願の開示する技術の第３の実施の形態の光伝送装置を説明するための概略図である。 図８は、本願の開示する技術の第４の実施の形態の光伝送装置を説明するための概略図である。

次に、本願の開示する技術の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を参照すれば、第１〜第４の実施の形態の光バースト信号を使用した光パケット伝送装置１は、光バースト信号送信器１２０と、光アンプ部２００と、光パケットスイッチ部４００と、光アンプ部５００と、光バースト信号受信器６２０とを備えている。光パケット伝送装置１は、さらにコントローラ７００を備えている。
光バースト信号送信器１２０、光アンプ部２００、光パケットスイッチ部４００、光アンプ部５００および光バースト信号受信器６２０は、コントローラ７００で制御される。光アンプ部２００は光アンプ２１１、２１２を備え、光アンプ部５００は光アンプ５１０、５２０を備えている。光パケット伝送装置１では、バースト信号送信器１２０、あるいはＷＤＭ（波長分割多重：Wavelength Division Multiplexing）ネットワークのＷＤＭ伝送装置１１０の波長分離部（図示せず）等から、光バースト信号が入力される。入力された光バースト信号は、光アンプ２１２または光アンプ２１１で増幅された後、光パケットスイッチ部４００で方路選択される。光バースト信号は、その後、光アンプ５２０または光アンプ５１０で増幅されて光パケットスイッチ部４００での損失が補償された後、光バースト信号受信器６２０またはＷＤＭネットワークのＷＤＭ伝送装置６１０へと出力される。

図２を参照すれば、光アンプ部２００は、光分岐部２２０と、光バースト信号監視部２３０と、パワー検出部２４０と、励起レーザ出力制御部２５０と、励起レーザ２５３と、光遅延部２７０と、光ファイバ増幅部２１０とを備えている。

光分岐部２２０は、バースト信号送信器１２０およびＷＤＭ伝送装置１１０と、光遅延部２７０と、光バースト信号監視部２３０との間に設けられている。

光バースト信号監視部２３０は、光検出器２３１と、微分器２３２と、信号長検出器２３３と、信号密度検出部２３４と、監視タイマ２３５とを備えている。光検出器２３１は光分岐部２２０に接続されている。微分器２３２は光検出器２３１に接続されている。微分器２３２には、信号長検出部２３３と信号密度検出部２３４が接続されている。信号長検出部２３３と信号密度検出部２３４には監視タイマ２３５が接続されている。

パワー検出部２４０は、光検出器２４１と、比較器２４２と、基準パワー値発生部２４３とを備えている。光検出器２４１は光分岐部２２０と微分器２３２とに接続されている。比較器２４２は、光検出器２４１と、基準パワー値発生部２４３とに接続されている。

励起レーザ出力制御部２５０は、光開閉器２５２と、光開閉器制御部２５１とを備えている。光開閉器制御部２５１は信号長検出器２３３と、信号密度検出部２３４と、比較器２４２と、光開閉器２５２とに接続されている。

光遅延部２７０は、遅延ファイバ２７１、２７２を備えている。遅延ファイバ２７１、２７２は、それぞれ光分岐部２２０に接続されている。

光ファイバ増幅部２１０は、光ファイバ増幅器２１１、２１２を備えている。光ファイバ増幅器２１１、２１２は、遅延ファイバ２７１、２７２にそれぞれ接続されている。本実施の形態では、光ファイバ増幅器２１１、２１２として、エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）増幅器をそれぞれ使用している。光ファイバ増幅器２１１、２１２には、励起レーザ２５３からの励起レーザ光が光開閉器２５２を介してそれぞれ入射される。

次に、光アンプ部２００の動作を説明する。

光分岐部２２０はバースト信号送信器１２０またはＷＤＭ伝送装置１１０から出力される入力光バースト信号Ａ（Ａ１、Ａ２、Ａ３：図３参照）を、光バースト信号Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：図３参照）、光バースト信号Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：図３参照）に分波する。入力光バースト信号Ａ１が光バースト信号Ｂ１および光バースト信号Ｃ１に分波され、入力光バースト信号Ａ２が光バースト信号Ｂ２および光バースト信号Ｃ２に分波され、入力光バースト信号Ａ３が光バースト信号Ｂ３および光バースト信号Ｃ３に分波される。分波された光バースト信号Ｂはさらに分波され、一方は光バースト信号監視部２３０の光検出器２３１に入力され、他方はパワー検出部２４０の光検出器２４１に入力される。分波された光バースト信号Ｃは光遅延部２７０に入力される。より具体的には、バースト信号送信器１２０から出力される光バースト信号Ａは、光分岐部２２０で光バースト信号Ｂ、Ｃに分波される。分波された光バースト信号Ｂはさらに分波され、一方は光検出器２３１に入力され、他方は光検出器２４１に入力される。分波された光バースト信号Ｃは光遅延部２７０の遅延ファイバ２７２に入力される。ＷＤＭ伝送装置１１０から出力される光バースト信号Ａは、光分岐部２２０で光バースト信号Ｂ、Ｃに分波される。分波された光バースト信号Ｂはさらに分波され、一方は光検出器２３１に入力され、他方は光検出器２４１に入力される。分波された光バースト信号Ｃは光遅延部２７０の遅延ファイバ２７１に入力される。

分波された光バースト信号Ｂの一方が入力された光バースト信号監視部２３０では、分波された光バースト信号Ｂの一方の信号長、信号間隔、信号密度（単位時間当たりの光バースト信号が存在する割合）を検出する。

光バースト信号Ｂを受信した光バースト信号監視部２３０では、光バースト信号Ｂは光検出器２３１に入力される。光検出器２３１は、光バースト信号Ｂを検出する。検出された光バースト信号Ｂは微分器２３２に入力される。

微分器２３２で光バースト信号Ｂの立ち上がりと立ち下がりとを検出して、光バースト信号Ｂの先頭と末尾とを検出する。光バースト信号Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の立ち上がりにより、先頭検出信号Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：図３参照）が生成され、光バースト信号Ｂの立ち下がりにより、末尾検出信号Ｅ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３：図３参照）が生成される。光バースト信号Ｂ１の立ち上がりおよび立ち下がりにより、先頭検出信号Ｄ１および末尾検出信号Ｅ１がそれぞれ生成される。光バースト信号Ｂ２の立ち上がりおよび立ち下がりにより、先頭検出信号Ｄ２および末尾検出信号Ｅ２がそれぞれ生成される。光バースト信号Ｂ３の立ち上がりおよび立ち下がりにより、先頭検出信号Ｄ３および末尾検出信号Ｅ３がそれぞれ生成される。

信号長検出部２３３は、先頭検出信号Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）および末尾検出信号Ｅ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）により光バースト信号長Ｆ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３：図３参照）を算出する。先頭検出信号Ｄ１および末尾検出信号Ｅ１により光バースト信号長Ｆ１が算出され、先頭検出信号Ｄ２および末尾検出信号Ｅ２により光バースト信号長Ｆ２が算出され、先頭検出信号Ｄ３および末尾検出信号Ｅ３により光バースト信号長Ｆ３が算出される。信号長検出部２３３は、また、末尾検出信号Ｅおよび次の先頭検出信号Ｄにより光バースト信号間隔を算出する。例えば、末尾検出信号Ｅ１および次の先頭検出信号Ｄ２により光バースト信号Ｂ１と光バースト信号Ｂ２との間の光バースト信号間隔が算出される。信号長検出器２３３には、例えばカウンタが好適に使用される。

信号密度検出部２３４は、単位時間中の先頭検出信号Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：図３参照）の検出回数と光バースト信号長Ｆ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３：図３参照）から、光バースト信号密度を検出する。

単位時間は、ここでは、密度を監視する密度監視時間であり、監視タイマ２３５によって決められる。密度監視時間が長すぎると、バースト信号密度の平均値バラつきが大きくなり、監視時間が短すぎると、励起レーザ出力制御が間に合わない、あるいは励起レーザ出力制御周期と近くなり発振する可能性が高くなる。そのため、密度監視時間は最長のバースト信号長と同程度の時間(１０数マイクロ秒から数１０マイクロ秒程度)とし、監視時間中のバースト信号密度に応じ、段階的に励起レーザの出力制御を行う。ただし、伝送網は地域などにより求められる性能、情報量が異なるため、密度監視時間は、平均信号密度、平均信号長、および統計分布に基づいて決定することが好ましい。

上述のように、光バースト信号密度は、単位時間（密度監視時間）中の先頭検出信号Ｄの検出回数と光バースト信号長Ｆから検出される。従って、上述の信号長検出部２３３も、監視タイマ２３５によって信号長を検出する時間が決められる。なお、光バースト信号密度は、単位時間（密度監視時間）中の光バースト信号の数と光バースト信号長Ｆから求めればいい。従って、光バースト信号の数を求めるのに、先頭検出信号Ｄの検出回数に代えて、末尾検出信号Ｅの検出回数を使用してもよい。光バースト信号密度は、単位時間（密度監視時間）当たりの光バースト信号が存在する割合である。密度監視時間の決定や光バースト信号密度の検出は、例えば、コントローラ７００によって行われる。

図３を参照すれば、密度監視時間１と密度監視時間２は等しく、密度監視時間１と密度監視時間２とは監視タイマ２３５によって決められる。密度監視時間１と密度監視時間２をＦ０とする。密度監視時間１では、先頭検出信号ＤはＤ１とＤ２であり、先頭検出信号Ｄの検出回数の数は２である。密度監視時間１中での光バースト信号Ｂ（Ｂ１およびＢ２）の信号長は、それぞれＦ１およびＦ２である。従って、密度監視時間１中での光バース信号密度は、（Ｆ１＋Ｆ２）／Ｆ０である。また、密度監視時間２では、先頭検出信号ＤはＤ３であり、先頭検出信号Ｄの検出回数の数は１である。密度監視時間２中での光バースト信号Ｂ（Ｂ３）の信号長は、Ｆ３である。従って、密度監視時間２中での光バースト信号密度は、Ｆ３／Ｆ０である。

分波された光バースト信号Ｂの他方が入力されたパワー検出部２４０では、光バースト信号監視部２３０からのバースト監視情報を元に光バースト信号のみのパワー検出を行う。パワー検出部２４０の光検出器２４１は、光バースト信号監視部２３０の微分器２３２から、光バースト信号Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：図３参照）の先頭検出信号Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：図３参照）および、末尾検出信号Ｅ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３：図３参照）を受け取る。光検出器２４１は、先頭検出信号Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）および、末尾検出信号Ｅ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）から、信号存在時間を示す矩形信号をそれぞれ生成する。光検出器２４１は、生成した矩形信号により、例えば、光バースト信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が存在する時間のみ、光バースト信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のパワー測定をそれぞれ行う。比較器２４２は、測定した光バースト信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のパワーを、基準パワー値発生部２４３によって発生される基準パワー値と比較し、比較したパワー値を出力する。

励起レーザ出力制御部２５０は、光バースト信号監視部２３０からのバースト監視情報とパワー検出部２４０からのパワー情報に基づいて励起レーザ２５３からの出力光の制御を行う。励起レーザ２５３は、光ファイバ増幅部２１０の光ファイバ増幅器２１１、２１２に励起パワーを供給する。

励起レーザ出力制御部２５０では、光バースト信号監視部２３０の信号密度検出部２３４からの光バースト信号長Ｆ（Ｆ１，Ｆ２、Ｆ３：図３参照）と、光バースト信号間隔から、励起レーザ２５３の出力のＯｆｆ／Ｏｎを制御する。但し、励起レーザ２５３そのものをＯｆｆ／Ｏｎするとレーザ出力安定時間が必要となる。励起レーザ２５３はＯｎの状態としておき、光開閉器制御部２５１により、光開閉器２５２を制御して光開閉器２５２からの励起レーザ２５３の出力のＯｆｆ／Ｏｎを制御する。本願の第１〜第４の実施の形態では、励起レーザ２５３のＯｆｆ／Ｏｎ制御は行わない。

光開閉器制御部２５１からの励起レーザ２５３の出力Ｏｆｆ／Ｏｎ信号Ｇ（図３参照）は、基本的には、光バースト信号長Ｆ（Ｆ１，Ｆ２、Ｆ３：図３参照）に基づいて生成される。光アンプ励起状態Ｈ（図３参照）に示すように、励起レーザ２５３出力Ｏｆｆ／Ｏｎ信号Ｇをオンにして（Ｇ１１、Ｇ１３：図３参照）、励起レーザ２５３からの励起レーザ光の光ファイバ増幅器２１１、２１２への照射を開始する。最初は、光ファイバ増幅器２１１、２１２の励起が不十分な時間（Ｈ１、Ｈ３：図３参照）がある。また、励起レーザ２５３からの励起レーザ光の光ファイバ増幅器２１１、２１２への照射を終了しても、蛍光による励起が行われる時間（Ｈ２、Ｈ４：図３参照）がある。光バースト信号Ｂ間の信号間隔が、励起が不十分な時間（Ｈ１、Ｈ３）に蛍光による励起が行われる時間（Ｈ２、Ｈ４）を加えた時間よりも短い場合には、励起レーザ２５３出力Ｏｆｆ／Ｏｎ信号ＧはＯＮのままとする（Ｇ４：図３参照）。

光遅延部２７０は、光分岐部２２０で分波された光バースト信号Ｃを遅延させる。光遅延部２７０は、遅延ファイバ２７１、２７２を備えている。光分岐部２２０からの光バースト信号Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３：図３参照）は、励起レーザ２５３の出力開始後に光ファイバ増幅部２１０へ入射されるように、光遅延部２７０の遅延ファイバ２７１、２７２で遅延される。遅延ファイバ２７１、２７２は、シングルモードファイバ、もしくは高非線形ファイバなどを好適に備える。

遅延ファイバ２７１、２７２で遅延された光バースト信号Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、光アンプ入力信号Ｉ（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３：図３参照）となって、光ファイバ増幅部２１０の光ファイバ増幅器２１１、２１２に入力される。励起レーザ２５３からの励起レーザ光の光ファイバ増幅器２１１、２１２への照射を開始すると、最初は、光ファイバ増幅器２１１、２１２の励起が不十分な時間（Ｈ１、Ｈ３：図３参照）がある。従って、光ファイバ増幅器２１１、２１２の励起が不十分な時間（Ｈ１、Ｈ３）の後に、光ファイバ増幅器２１１、２１２に光バースト信号Ｃ１、Ｃ３が入力されるように、光バースト信号Ｃが遅延される。

光ファイバ増幅部２１０の光ファイバ増幅器２１１、２１２は、遅延ファイバ２７１、２７２で遅延された光バースト信号Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）、すなわち、光アンプ入力信号Ｉ（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３：図３参照）を増幅する。増幅された光アンプ入力信号Ｉ（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）は、光アンプ出力信号Ｊ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３：図３参照）として、光ファイバ増幅器２１１、２１２から出力される。

光ファイバ増幅器２１１、２１２等の光アンプに信号が入力された場合、入力信号の増幅にエネルギーを使用するため、入力される光パワーが大きく、信号密度も高いほど光アンプの出力は小さくなる。伝送路上では、図３に示すように光バースト信号には粗密が存在し、信号密度は異なる。また、光バースト信号の光パワーも光バースト信号によって異なる場合がある。光アンプは入力される光パワーの平均値に対して増幅が行われるため、図４に示すように、光アンプの出力では信号のパワー差Ｄが発生する。今光バースト信号の光パワーが全ての光バースト信号に対して等しいとする。すなわち、光アンプ入力信号Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は光パワーは互いに等しい。光アンプ入力信号Ｉ１、Ｉ２の信号密度は高く、光アンプ入力信号Ｉ３の信号密度は低い。従って、励起レーザ２５３の出力パワーが同じ場合には、光アンプ出力信号Ｊ３に比べて、光アンプ出力信号Ｊ１、Ｊ２の光パワーが小さくなってしまう。そこで、上述した励起レーザ２５３の出力のＯｆｆ／Ｏｎ制御に加えて、光バースト信号の光パワーおよび信号密度を測定し、信号密度が高い場合には励起レーザ出力を増加させることで信号のパワー差Ｄをなくし、増幅率の安定を図るように制御を行う。信号密度の高い光アンプ入力信号Ｉ１、Ｉ２に対しては、信号密度の低い光アンプ入力信号Ｉ３に対してよりも、励起レーザ出力を大きくして、光アンプ出力信号Ｊ‘１、Ｊ’２の光パワーと、光アンプ出力信号Ｊ‘３の光パワーを等しくする。なお、励起レーザ２５３から出力されるレーザ光のパワーは一定としておく。

より一般的には、パワー検出部２４０からのパワー検出結果と光バースト信号監視部２３０からの単位時間（密度監視時間）当りの光バースト信号の信号長から、光アンプ入力パワー平均値を計算する。上述のように、単位時間（密度監視時間）をＦ０とし、単位時間（密度監視時間）内に、例えば、光バースト信号Ｂがｎ個存在するとする（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）。光バースト信号（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）の光パワーをそれぞれＰ１、Ｐｎ、・・・Ｐｎとし、光バースト信号（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）の信号長をそれぞれＦ１、Ｆ２、・・・Ｆｎとする。光アンプ入力パワーの平均値は、（Ｐ１・Ｆ１＋Ｐ２・Ｆ２＋・・・＋Ｐｎ・Ｆｎ）／Ｆ０となる。

光アンプ入力パワーの平均値の基準値を決めておく。そして、この基準値に対して、光アンプ入力パワーの平均値が大きい場合には、励起レーザ出力制御部２５０内の光開閉器制御部２５１により光開閉器２５２を制御 (開く)ことにより、光アンプへの励起レーザ入力を増加させる。逆に、この基準値に対して、光アンプ入力パワーの平均値が小さい場合には、励起レーザ出力制御部２５０内の光開閉器制御部２５１により光開閉器２５２を制御 (閉じる)ことにより、光アンプへの励起レーザ入力を減少させる。これらの制御はコントローラ７００により行う。

なお、光バースト信号（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）の光パワー（Ｐ１、Ｐｎ、・・・Ｐｎ）が互いに等しい場合には、その光パワーをＰ０とすると、光アンプ入力パワーの平均値は、Ｐ１（Ｆ１＋Ｆ２＋・・・＋Ｆｎ）／Ｆ０となる。（Ｆ１＋Ｆ２＋・・・＋Ｆｎ）／Ｆ０は、上述のとおり、信号密度（単位時間当たりの光バースト信号が存在する割合）である。従って、光バースト信号の光パワーが互いに等しい場合には、信号密度の平均値の基準値を決めておく。そして、この基準値に対して、信号密度の平均値が大きい場合には、励起レーザ出力制御部２５０内の光開閉器制御部２５１により光開閉器２５２を制御 (開く)ことにより、光アンプへの励起レーザ入力を増加させる。逆に、この基準値に対して、信号密度の平均値が小さい場合には、励起レーザ出力制御部２５０内の光開閉器制御部２５１により光開閉器２５２を制御 (閉じる)ことにより、光アンプへの励起レーザ入力を減少させる。これらの制御はコントローラ７００により行う。

光開閉器２５２としては、ＰＬＺＴ薄膜を利用した光スイッチまたはマッハツェンダー型光スイッチが好適に使用される。これらのスイッチは、Ｏｆｆ時の透過率をＯｎ時の透過率に対して任意に変更可能である。

次に、図５を参照して、本願の開示する技術の第２の実施の形態の光伝送装置を説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態の光開閉器２５２に代えて、励起レーザ出力制御スイッチとして音響光学スイッチ２５４を使用する。他の構成は第１の実施の形態と同様である。音響光学スイッチは印加する電圧値、もしくは電流値を変更することで、スイッチの開放量を連続的に変更させられる。

そこで、図６に示すように、デジタル/アナログ変換器２５９などと組み合わせることにより、パワー検出部２４０からの信号により励起レーザ２５３から光ファイバ増幅部２１１、２１２への励起レーザ入力量を連続的に変化させることができる。その結果、光ファイバ増幅部２１１、２１２への励起レーザ入力を途切れることなく、励起レーザ入力パワーを増加させることが可能となる。デジタル/アナログ変換器２５９は、光開閉器制御部２５１と音響光学スイッチ２５４との間に挿入する。

次に、図７を参照して、本願の開示する技術の第３の実施の形態の光伝送装置を説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態の励起レーザ２５３および光開閉器２５２に加えて、さらに、励起レーザ２５５および光開閉器２５６および光合波器２５７を使用する。他の構成は第１の実施の形態と同様である。光合波器２５７は、励起レーザ２５３からの励起レーザ光および励起レーザ２５５からの励起レーザ光を合波して、光ファイバ増幅部２１１、２１２に供給する。光合波器２５７として、例えば、光カプラが好適に用いられる。励起レーザが単数の場合、バースト信号密度が高くなると、レーザ出力が足りなくなる可能性がある。励起レーザを複数設けることにより、レーザ出力を確保することができる。バースト信号密度が１００％になったとしても、十分な増幅率を確保可能となる。

次に、図８を参照して、本願の開示する技術の第４の実施の形態の光伝送装置を説明する。第１の実施の形態の光開閉器制御部２５１および光開閉器２５２に代えて、本実施の形態では、励起レーザ２５３に供給する電流、電圧を制御する光レーザ電流電圧制御部２５８を使用する。他の構成は第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態では、励起レーザ２５３から出力されるレーザ光のパワーは一定としておき、光開閉器２５２の透過率を制御して、光ファイバ増幅部２１１、２１２に入力される励起レーザ光の光パワーを制御した。これに対して、本実施の形態では、バースト信号の信号密度および光パワーに基づく、励起レーザ光の光パワーの増減を、励起レーザ２５３から出力されるレーザ光の光パワーを増減させることにより行う。励起レーザ２５３から出力されるレーザ光の光パワーの制御は、光レーザ電流電圧制御部２５８から励起レーザ２５３に印加する電流もしくは電圧を制御することで行う。本実施の形態の構成では、第１〜第３の他の実施の形態と比較して、光開閉器２５２、２５６、音響光学スイッチ２５４が不要となる分、低コストに実現することが可能である。ただし、印加電流、あるいは印加電圧の変動と励起レーザ２５３の出力には、タイムラグが生じるため、光遅延部２７０の遅延ファイバ２７１、２７２のファイバ長を第１〜第３の実施の形態よりも長くする。

上記第１〜第４の実施の形態では、光アンプ２１１、２１２を備える光アンプ部２００について説明したが、光アンプ５１０、５２０を備える光アンプ部５００も、光アンプ部２００と同じ構成である。

本願の開示する技術では、上記第１〜第４の実施の形態を組み合わせた構成をとることも可能である。

上記第１〜第４の実施の形態では、パケット密度の変動発生時による、光アンプの入力パワー変動に対してゲイン制御を行うことが可能となるため、光アンプ出力パワーのばらつきの低減が可能となる。その結果、光パケット信号が高密度となっても光信号対雑音比ＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）の劣化が抑制されるため、伝送品質が向上する。さらに、光パケット信号の密度変動による光アンプ出力パワーバラつきの低減により、光パケット受信装置への入力パワーレンジの拡大が抑止できることで、到達距離の延長が実現できる

以上の第１〜第４の実施の形態を含む実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
光バースト信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する分岐部と、
単位時間内に前記第１の光信号の信号長を検出する信号長検出部と、
前記単位時間内の前記第１の光信号の光パワーを検出する光パワー検出部と、
前記第２の光信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部で遅延された前記第２の光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器に供給される励起光を生成する励起光光源と、
前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記第１の光信号の信号長と、前記第１の光信号の光パワーに基づいて調整する励起光パワー調整部と、
を備える光伝送装置。

（付記２）
前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号の光パワーの平均値に基づいて調整する付記１記載の光伝送装置。

（付記３）
単位時間内に前記第１の光信号が存在する割合を求める算出部をさらに備え、
前記第１の光信号の光パワーが互いに等しい場合に、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号が存在する割合に基づいて調整する付記１記載の光伝送装置。

（付記４）
前記第１の光信号が存在するときのみ前記第１の光信号の光パワーを検出する付記１〜付記３のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記５）
前記第１の光信号の信号間の間隔が、前記光増幅器への励起光の供給を開始してから前記光増幅器の励起が不十分な時間に前記光増幅器への励起光の供給を停止してから蛍光による励起が行われている時間を加えた時間よりも短い場合は、前記第１の光信号の前記信号間においても前記光増幅器への励起光の供給を継続する付記１〜付記４のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記６）
前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源の電源をオンにした状態で、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する付記１〜付記５のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記７）
前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源が生成する励起光の光パワーを一定にした状態で、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する付記１〜付記６のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記８）
前記励起光パワー調整部は、ＰＬＺＴ薄膜を利用した光スイッチまたはマッハツェンダー型光スイッチを含む付記７記載の光伝送装置。

（付記９）
前記励起光パワー調整部は、音響光学スイッチを含む付記７記載の光伝送装置。

（付記１０）
前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源から出力される前記励起光の光パワーを増減させて、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する付記１〜付記６のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記１１）
前記光増幅器に供給される励起光を生成する第２の励起光光源と、
前記光増幅器に供給される第２の励起光光源からの前記励起光の光パワーを、前記第１の光信号の信号長と、前記第１の光信号の光パワーに基づいて調整する第２の励起光パワー調整部と、
前記励起光光源からの前記励起光と、前記第２の励起光光源からの前記励起光とを合波する合波部と、
をさらに備える付記１〜付記９のいずれかに記載の光伝送装置。

（付記１２）
光バースト信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐し、
単位時間内に前記第１の光信号の信号長を検出し、
前記単位時間内に存在する前記第１の光信号の光パワーを検出し、
前記第２の光信号を遅延させ、
前記第１の光信号の信号長と前記第１の光信号の光パワーとに基づいて、光増幅器に供給される励起光の光パワーを制御して、遅延させた前記第２の光信号を前記光増幅器で増幅する光伝送方法。

（付記１３）
前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号の光パワーの平均値に基づいて調整する付記１２記載の光伝送方法。

（付記１４）
単位時間内に前記第１の光信号が存在する割合を求め、
前記第１の光信号の光パワーが互いに等しい場合に、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号が存在する割合に基づいて調整する付記１２記載の光伝送方法。

以上、本願の開示する技術の典型的な実施の形態を説明してきたが、本願の開示する技術はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

１ 光パケット伝送装置
１１０ ＷＤＭ伝送装置
１２０ 光バースト信号送信器
２００ 光アンプ部
２１０ 光ファイバ増幅部
２１１、２１２ 光ファイバ増幅器
２２０ 光分岐部
２３０ 光バースト信号監視部
２３１ 光検出器
２３２ 微分器
２３３ 信号長検出器
２３４ 信号密度検出部
２３５ 監視タイマ
２４０ パワー検出部
２４１ 光検出器
２４２ 比較器
２４３ 基準パワー値発生部
２５０ 励起レーザ出力制御部
２５１ 光開閉器制御部
２５２ 光開閉器
２５３ 励起レーザ
２５４ 音響光学スイッチ
２５５ 励起レーザ
２５６ 光開閉器
２５７ 光合波器
２５８ 光レーザ電流電圧制御部
２５９ デジタル/アナログ変換器
２７０ 光遅延部
２７１、２７２ 遅延ファイバ
４００ 光パケットスイッチ部
５００ 光アンプ部
５１０、５２０ 光アンプ
６１０ ＷＤＭ伝送装置
６２０ 光バースト信号受信器
７００ コントローラ

Claims (8)

1. 光バースト信号を第１の光信号と第２の光信号に分岐する分岐部と、
   単位時間内に前記第１の光信号の信号長を検出する信号長検出部と、
   前記単位時間内の前記第１の光信号の光パワーを検出する光パワー検出部と、
   前記第２の光信号を遅延させる遅延部と、
   前記遅延部で遅延された前記第２の光信号を増幅する光増幅器と、
   前記光増幅器に供給される励起光を生成する励起光光源と、
   前記第１の光信号が連続する複数の信号を含む場合、前記第１の光信号の信号間の間隔が、前記光増幅器への励起光の供給を開始してから前記光増幅器の励起が不十分な時間に前記光増幅器への励起光の供給を停止してから蛍光による励起が行われている時間を加えた時間よりも短い場合は、前記第１の光信号の前記信号間においても前記光増幅器への励起光の供給を継続するように、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記第１の光信号の信号長と、前記第１の光信号の光パワーに基づいて調整する励起光パワー調整部と、
   を備える光伝送装置。
2. 前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号の光パワーの平均値に基づいて調整する請求項１記載の光伝送装置。
3. 単位時間内に前記第１の光信号が存在する割合を求める算出部をさらに備え、
   前記第１の光信号の光パワーが互いに等しい場合に、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを、前記単位時間内の前記第１の光信号が存在する割合に基づいて調整する請求項１記載の光伝送装置。
4. 前記第１の光信号が存在するときのみ前記第１の光信号の光パワーを検出する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光伝送装置。
5. 前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源の電源をオンにした状態で、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光伝送装置。
6. 前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源が生成する励起光の光パワーを一定にした状態で、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光伝送装置。
7. 前記励起光パワー調整部は、前記励起光光源から出力される前記励起光の光パワーを増減させて、前記光増幅器に供給される前記励起光の光パワーを調整する請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光伝送装置。
8. 前記光増幅器に供給される励起光を生成する第２の励起光光源と、
   前記光増幅器に供給される第２の励起光光源からの前記励起光の光パワーを、前記第１の光信号の信号長と、前記第１の光信号の光パワーに基づいて調整する第２の励起光パワー調整部と、
   前記励起光光源からの前記励起光と、前記第２の励起光光源からの前記励起光とを合波する合波部と、
   をさらに備える請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光伝送装置。

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