JP6337571B2 - 光増幅装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光増幅装置に関する。
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送システムは、主に光増幅部やＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer）部で構成されている。ＯＡＤＭ部には、一例として、波長選択スイッチＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）が使われている。ＷＳＳは波長毎に経路設定を柔軟に切り替えることができる。ＯＡＤＭ部の損失を補償するためや伝送路ファイバへの出力パワーを高くするために、ＯＡＤＭ部前後に光増幅部が置かれる場合もある。
光増幅部には、ＥＤＦ（Erbium-Doped Fiber）を用いたＥＤＦＡ（Erbium-Doped Fiber Amplifier）が広く利用されている。ＥＤＦＡは、1530〜1565nm帯（C-Band）や1565〜1625nm帯（L-Band）の帯域を増幅することが可能である。ＥＤＦＡの広帯域を生かし、８０波以上の信号を伝送できるＷＤＭ伝送システムが実用化されている。そのほかに半導体光増幅器ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）やラマン増幅器が実用化されている。
光増幅部は、ＥＤＦ、光検出器ＰＤ（Photo Diode）、光分岐カプラＳＰＬ(Splitter)、利得等化器ＧＥＱ（Gain Equalizer）、可変光減衰器ＶＯＡ（Variable Optical Attenuator)を備える。ＥＤＦは伝送路で損失を受けた信号に対して利得を与える。ＧＥＱは、ＥＤＦによって信号の各波長に与えられた利得が平坦でないため、利得の平坦化を行う。ＰＤは、ＳＰＬで分岐された信号を受光して光量を検出する。ＶＯＡは、ＰＤで検出された光量を基に、ＥＤＦで与えられた利得を変化させる。例えば、ＶＯＡは、利得を１ｄB減少させる時は損失を１ｄB増加させて利得可変を行う。このようにして光増幅部は、信号に与える利得を制御する。
特開２０１２−１５６２８５号公報 特開２０１２−０８４９６５号公報 特開２００７−０２８２０７号公報
しかしながら、装置の部品点数が多いため、装置のサイズが大きくなるという問題がある。
例えば、従来のＷＤＭ伝送システムでは、光増幅部とＯＡＤＭ部から成り立っており、光増幅部を可変利得とすると、ＶＯＡで利得を制御し、ＯＡＤＭ部ではさらにＷＳＳのＶＯＡ機能で波長毎の信号パワーを制御していた。光増幅部とＯＡＤＭ部両方にＶＯＡがある影響により、光損失、装置の大きさ、コストが大きくなる問題があった。さらに光損失が増えることにより、ＯＡＤＭ部の次に光増幅部がもう一つ追加される場合もあり、光増幅部が追加されると、さらに装置が大きくなり、コストがかかる問題もあった。
一つの側面では、装置のサイズを小型化できる光増幅装置を提供することを目的とする。
第１の案では、光増幅装置は、伝送路から入力された波長多重光に、伝送路での損失に応じた利得を与えて光強度を増幅する光増幅部を有する。さらに、光増幅装置は、前記増幅された波長多重光に含まれる一部の波長の信号光を該波長多重光から分岐、または前記増幅された波長多重光に含まれない波長の信号光を該波長多重光に挿入する分岐挿入部を有する。さらに、光増幅装置は、前記伝送路での損失に応じた利得に基づいて前記波長多重光の各波長に与える損失を調整する損失調整部を有する。
本発明の一の実施態様によれば、装置のサイズを小型化できるという効果を奏する。
図１は、実施例１の光増幅装置を説明するための第１の図である。 図２は、ＥＤＦの利得波長特性の一例を示す図である。 図３は、ＧＥＱの損失波長特性の一例を示す図である。 図４は、ＥＤＦの利得チルトの一例を示す図である。 図５は、実施例６の光増幅装置を説明するための第１の図である。 図６は、実施例１の光増幅装置を適用した光伝送システムの一例を示す図である。 図７は、実施例１の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図８は、減衰量テーブルの一例を示す図である。 図９は、光増幅処理の制御フローを示す第１の図である。 図１０は、光増幅処理の制御フローを示す第２の図である。 図１１は、実施例２の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図１２は、光増幅処理の制御フローを示す第３の図である。 図１３は、光増幅処理の制御フローを示す第４の図である。 図１４は、光増幅処理の制御フローを示す第５の図である。 図１５は、光増幅処理の制御フローを示す第６の図である。 図１６は、実施例３の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図１７は、実施例４の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図１８は、実施例５の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図１９は、実施例６の光増幅装置の構成の一例を示す図である。 図２０は、参考例１の光増幅装置を説明するための図である。
以下に、本願の開示する光増幅装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの権利範囲が限定されるものではない。各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
（参考例１の光増幅装置の説明）
図２０を用いて、参考例１の光増幅装置について説明する。図２０は、参考例１の光増幅装置を説明するための図である。参考例１の光増幅装置９００は、第１光増幅部９１０と、ＯＡＤＭ部９２０と、第２光増幅部９３０とを有する。第１光増幅部９１０は、ＳＰＬ９１１、第１ＰＤ９１２、第１ＥＤＦ９１３、ＧＥＱ９１４、ＶＯＡ９１５、第２ＥＤＦ９１６、ＳＰＬ９１７、第２ＰＤ９１８およびＡＧＣ（Auto Gain Control）制御部９１９を有する。ＯＡＤＭ部９２０は、ＳＰＬ９２１およびＷＳＳ９２２を有する。第２光増幅部９３０は、ＳＰＬ９３１、第１ＰＤ９３２、第３ＥＤＦ９３３、ＧＥＱ９３４、ＶＯＡ９３５、第４ＥＤＦ９３６、ＳＰＬ９３７、第２ＰＤ９３８およびＡＧＣ制御部９３９を有する。
第１光増幅部９１０は、伝送路を流れる伝送信号に対して伝送路における損失を補償する。ＡＧＣ制御部９１９は、第１ＥＤＦ９１３および第２ＥＤＦ９１６における励起パワーを調整することにより、第１光増幅部９１０で与える利得を制御する。ＧＥＱ９１４は、第１光増幅部９１０で与えられた利得の平坦化をおこなう。ＶＯＡ９１５は、利得を変更する際に使用される。例えば、第１光増幅部９１０は、利得を１dB減少させる場合にＶＯＡでの損失を１dB増加させる。ＯＡＤＭ部９２０は、信号を挿入（Add）または分岐（Drop）する。第２光増幅部９３０は、ＳＰＬ９２１およびＷＳＳ９２２で減衰したThrough信号とＷＳＳ９２２で付与されたAdd信号とを増幅し、伝送路ファイバへ送信する。なお、ＷＳＳ９２２を通過する信号がThrough信号で、ＷＳＳ９２２で付与された信号がAdd信号である。
第２光増幅部９３０の構成は、第１光増幅部９１０の構成に対応する。第２光増幅部９３０においても、利得を変更する際にＶＯＡ９３５が使用される。このように、参考例１の光増幅装置９００においては、ＶＯＡが各光増幅部に設置されるので部品点数が多くなり、装置の小型化が困難という問題があった。
（実施例３の光増幅装置の説明）
次に、図１を用いて、実施例３の光増幅装置について説明する。図１は、実施例３の光増幅装置を説明するための第１の図である。図１の例のように、光増幅装置１００は、第１光増幅部１１０と、ＯＡＤＭ部１２０と、第２光増幅部１３０とを有する。第１光増幅部１１０は、ＳＰＬ１１１、第１ＥＤＦ１１２、ＧＥＱ１１３、第２ＥＤＦ１１４、第１ＰＤ１１５およびＡＧＣ制御部１１６を有する。ＯＡＤＭ部１２０は、ＳＰＬ１２１、ＷＳＳ１２２、ＳＰＬ１２３および第２ＰＤ１２４を有する。第２光増幅部１３０は、ＳＰＬ１３１、第３ＥＤＦ１３２、ＧＥＱ１３３、ＶＯＡ１３９、第４ＥＤＦ１３４、ＳＰＬ１３５、第１ＰＤ１３６、第２ＰＤ１３７およびＡＧＣ制御部１３８を有する。
第１光増幅部１１０は、伝送路を流れる伝送信号に対して伝送路における損失を補償する。ＳＰＬ１１１は、光増幅装置１００に入力された伝送信号の一部を分岐し、第１ＰＤ１１５に送信する。第１ＰＤ１１５は、ＳＰＬ１１１から入力された全信号のパワーを検出する。全信号のパワーとは、伝送信号に含まれる全波長の信号の光強度である。第１ＥＤＦ１１２および第２ＥＤＦ１１４は、励起パワーに応じた利得を伝送信号に付与する。ＧＥＱ１１３は、ＷＳＳ１２２による利得平坦化量が足りない場合に、第１ＥＤＦ１１２および第２ＥＤＦ１１４が付与した利得を平坦化する。
ＯＡＤＭ部１２０は、伝送信号に信号を挿入（Add）、もしくは伝送信号から信号を分岐（Drop）する。以下では、挿入する信号をAdd信号、分岐する信号をDrop信号と呼ぶ。ＳＰＬ１２１は、経路から送信された信号のうち、一部の波長の信号を分岐する。ＷＳＳ１２２は、経路へある波長の信号を挿入する。ＷＳＳ１２２は、伝送信号をそれ以降に伝送させない機能とそのまま伝送させる機能とを有する。以下では、伝送信号をそれ以降に伝送させない信号をBlock信号、そのまま伝送させる信号をThrough信号と呼ぶ。第２ＰＤ１２４は、ＳＰＬ１２３から出力された信号を基にＯＡＤＭ部１２０から出力される信号パワーを検出する。
ＡＧＣ制御部１１６は、ＳＰＬ１２１でのDrop信号、ＷＳＳ１２２でのAdd信号により第２ＰＤ１２４で検出される信号の波長数が変化するので、Drop信号数およびAdd信号数に応じて第２ＰＤ１２４で検出された信号パワーを補正する。ＡＧＣ制御部１１６は、第１ＰＤ１１５で検出された信号パワーと、補正された第２ＰＤ１２４における信号パワーとを基に伝送信号を増幅するために第１ＥＤＦ１１２および第２ＥＤＦ１１４に付与する励起パワーを制御する。
また、ＡＧＣ制御部１１６は、第１ＥＤＦ１１２および第２ＥＤＦ１１４に与える励起パワーを変更することで、伝送信号に与える利得を制御することができる。ところが、ＡＧＣ制御部１１６が利得を変更すると、伝送信号に利得チルトが発生する。利得チルトとは、伝送信号に与える利得を変化させた場合に利得波長特性が変化することをいう。ＷＳＳ１２２は、波長毎に与える損失量を調整することで利得チルトの発生を防止する。
以下、図２〜図４を用いて利得チルトについて説明する。図２は、ＥＤＦの利得波長特性の一例を示す図である。図２の横軸は波長λを示し、縦軸は利得Ｇを示す。図２の例に示す波形Ｗ１１は、ＥＤＦ１１２によって与えられる利得波長特性である。図２に示す波長ａ１１〜ａ１２は、ＷＤＭ信号帯域を表す。図２の例のように、第１ＥＤＦ１１２によって与えられる利得を表す波形Ｗ１１は、起伏を有する。このように伝送信号に与えられる利得が平坦でない場合、伝送信号が劣化することがある。そこで、ＷＳＳ１２２やＧＥＱ１１３は、各波長の信号に対して損失を与えて利得を平坦化する。
図３は、ＧＥＱの損失波長特性の一例を示す図である。図３の横軸は波長λを示し、縦軸は損失Ｌを示す。図３に示す波形Ｗ１２は、ＷＳＳ１２２やＧＥＱ１１３の損失波長特性である。図３の例のように、波形Ｗ１２は、図２の例の波形Ｗ１１と略同一の形状を有する。このため、ＷＳＳ１２２やＧＥＱ１１３が波形Ｗ１１の利得に対して波形Ｗ１２の損失を与えることで、波形Ｗ１１の変化を打ち消すことができる。その結果、波形Ｗ１１は、図２の点線Ａ１１のように各波長において平坦となる。
しかし、第１光増幅部１１０が第１ＥＤＦ１１２によって与えられる利得を変更した場合には、利得チルトが発生する。図４は、ＥＤＦの利得チルトの一例を示す図である。図４の横軸は波長を示し、縦軸は利得を示している。波形Ｗ１３は、ＥＤＦ１１２の利得を１ｄＢ減少させたときの利得チルトを示している。このように、第１ＥＤＦ１１２が１ｄＢ利得を下げると、波形Ｗ１３のように波長に対して利得チルトが生じる。利得チルトY1は、次の式（１）で示される。式（１）のλ（nm）は波長で、ｎは減少させた利得（dB）ある。
Y1 = Gtilt＿ref(λ)×n …（１）
このように、第１ＥＤＦ１１２が伝送信号に与える利得を変更すると、利得チルトが発生する。このため、第１ＥＤＦ１１２が利得を変更した場合には、伝送信号に与える利得の波形に起伏が生じる。ＷＳＳ１２２は、伝送信号に対して波長毎に与える損失量を調整することで利得チルトの発生を防止する。このように、ＶＯＡの代わりにＷＳＳの機能を用いて利得チルトの発生を防止することで、部品点数を削減でき、装置の小型化が実現できる。
また、ＶＯＡが伝送信号の波長全体の利得を変更するのに対して、ＷＳＳは伝送信号に与える損失を波長毎に調整できる。このため、ＷＳＳによって各波長に損失を与えることで、伝送信号に与える損失量をＶＯＡよりも小さくすることができる。
第２光増幅部１３０は、ＳＰＬ１２１およびＷＳＳ１２２で減衰したThrough信号、ＷＳＳ１２２で付与されたAdd信号を増幅し、伝送路ファイバへ送信する。図２０の第１光増幅部９１０と第２光増幅部９３０と同様の機器を有するので、各機器の説明を省略する。なお、第１光増幅部１１０はプリアンプ、第２光増幅部１３０はポストアンプと呼ばれる。
図５は、実施例６の光増幅装置を説明するための第１の図である。図５の例は、図１の例に示される光増幅装置１００の他の態様である。光増幅装置２００は、第１光増幅部２１０と、ＯＡＤＭ部２２０と、第２光増幅部２３０とを有する。第１光増幅部２１０は、ＳＰＬ２１１、第１ＥＤＦ２１２、ＧＥＱ２１３、第２ＥＤＦ２１４、第１ＰＤ２１５およびＡＧＣ制御部２１６を有する。ＯＡＤＭ部２２０は、ＳＰＬ２２１およびＷＳＳ２２２を有する。第２光増幅部２３０は、第３ＥＤＦ２３２、ＧＥＱ２３３、第４ＥＤＦ２３４、ＳＰＬ２３５および第２ＰＤ２３７を有する。
図５の例に示されるＡＧＣ制御部２１６は、図１の例においては、第１光増幅部１１０およびＯＡＤＭ部１２０間と、第２光増幅部１３０間とのそれぞれの利得を制御することに対して、光増幅装置２００全体の利得を制御する点で異なる。
図５の例においては、第１ＰＤ２１５は、第１光増幅部２１０のＳＰＬ２１１から分岐された信号を検出する。一方、第２ＰＤ２３７は、第２光増幅部２３０のＳＰＬ２３５から分岐された信号を検出する。ＡＧＣ制御部２１６は、第１ＰＤ２１５の検出値と、第２ＰＤ２３７の検出値とに基づいて第１ＥＤＦ２１２、第２ＥＤＦ２１４、第３ＥＤＦ２３２および第４ＥＤＦ２３４へ与える励起パワーを制御する。なお、光増幅装置２００のその他の機器の動作は、光増幅装置１００と同じであるので説明を省略する。
（実施例１の光増幅装置のシステム適用例）
図６は、実施例１の光増幅装置を適用した光伝送システムの一例を示す図である。図６の例のように、光伝送システム１は、送信局５０と、受信局７０とを有する。送信局５０および受信局７０は、伝送路７６a〜７６ｄ及びインラインアンプ６１ａ〜６１ｃによって通信可能に接続される。
送信局５０は、光送信器５１ａ〜５１ｎ、合波器５２および送信側アンプ５３を有する。光送信器５１ａ〜５１ｎはそれぞれ、異なる波長の光信号を出力する。合波器５２は、光送信器５１ａ〜５１ｎから出力される光信号を合波し、ＷＤＭ信号として送信側アンプ５３に出力する。合波器５２は、例えば、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）である。送信側アンプ５３は、合波器５２から出力された信号を増幅し、出力する。
インラインアンプ６１ａ〜６１ｃは、伝送路中で減衰した信号を増幅する。インラインアンプ６１ａ〜６１ｃは、伝送路７６ａ〜７６ｄでの損失を補償することにより、信号のパワーが低下してＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）が悪化するのを防止する。
受信局７０は、受信側アンプ７１、分波器７２および光受信器７３ａ〜７３ｎを有する。受信側アンプ７１は、伝送路７６ｄから受信した光信号を増幅する。分波器７２は、ＷＤＭ信号を各波長の光信号に分波する。光受信器７３ａ〜７３ｎは、分波器７２で分波された各波長の光信号を受信し、送信局５０から送信された信号を再生する。
（実施例１の光増幅装置の一例）
次に、図７を用いて実施例１に係る光増幅装置の一例について説明する。図７は、実施例１の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図７の例のように、光増幅装置３００は、光増幅部３１０と、ＯＡＤＭ部３３０とを有する。光増幅部３１０は、ＳＰＬ３１１、ＷＤＭ３１２、第１ＥＤＦ３１３、ＧＥＱ３１４、ＷＤＭ３１５、第２ＥＤＦ３１６、第１ＰＤ３１７、第１ＬＤ３１８および第２ＬＤ３１９を有する。ＯＡＤＭ部３３０は、ＳＰＬ３３１、ＯＣＭ（Optical Channel Monitor）３３２、ＷＳＳ３３３、ＡＷＧｏｒＣＤＣ３３４、ＴＲＰＮＲｘ３３５、入力パワー検出部３３６、出力目標値算出部３３７、ＡＧＣ回路３３８、入力レベル情報算出部３３９および波長数情報保持部３４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部３３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部３４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２、ＡＳＥ補正値算出部３４３、ＳＰＬ３４４、ＯＣＭ３４５、ＳＰＬ３４６、第２ＰＤ３４７、出力パワー検出部３４８およびＣＰＬ（Coupler）３４９を有する。さらに、ＯＡＤＭ部３３０は、ＡＷＧｏｒＣＤＣ３５０およびＴＲＰＮＴｘ３５１を有する。
光増幅部３１０は、伝送信号に対して利得を与えて伝送信号を増幅する。第１ＬＤ３１８は、ＷＤＭ３１２を介して第１ＥＤＦ３１３へ励起光を出力する。第１ＥＤＦ３１３は、出力された励起光により伝送信号に利得を与える。第２ＬＤ３１９、ＷＤＭ３１５および第２ＥＤＦ３１６も、同様に伝送信号に利得を与える。ＧＥＱ３１４は、ＷＳＳ３３３による平坦化量が足りない場合に、第１ＥＤＦ３１３および第２ＥＤＦ３１６において生じた利得波長特性を平坦化する。
ＡＧＣ回路３３８は、第１ＬＤ３１８および第２ＬＤ３１９における励起パワーを制御する。以下、ＡＧＣ回路３３８による励起パワーの制御について説明する。第１ＰＤ３１７は、ＳＰＬ３１１を介して伝送信号を受光する。入力パワー検出部３３６は、第１ＰＤ３１７で受光した伝送信号の全信号のパワーを検出する。入力パワー検出部３３６は、出力目標値算出部３３７と、入力レベル情報算出部３３９とに全信号パワーを出力する。
入力レベル情報算出部３３９は、入力パワー検出部３３６から全信号パワーを取得し、波長数情報保持部３４０から波長数情報を取得する。波長数情報保持部３４０に保持されている波長数情報は、例えば伝送信号に含まれる波長数である。入力レベル情報算出部３３９は、全信号パワーと波長数情報とから１波当たりの信号パワーPin（dBm/ch）を算出する。入力レベル情報算出部３３９は、算出した１波当たりの信号パワーを出力目標値算出部３３７に出力する。
出力目標値算出部３３７は、１波当たりの出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から１波当たりの信号パワーPinを減じることで目標利得Gtarget（dB）を算出する。出力目標値Pouttargetは、予め設定されている数値である。出力目標値算出部３３７は、例えば、式（２）により目標利得Gtarget（dB）を算出する。
Gtarget＝Pouttarget−Pin …（２）
出力目標値算出部３３７は、入力パワー検出部３３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部３４１からＷＳＳ３３３においてブロックする波長数Nblockを取得する。ブロックする波長数Nblockは、装置の設定値であっても、ＯＣＭ３３２およびＯＣＭ３４５で測定されたスペクトルに基づいて算出してもよい。出力目標値算出部３３７は、式（３）により出力目標値Pouttargettotalを算出する。出力目標値算出部３３７は、算出した出力目標値PouttargettotalをＡＧＣ回路３３８に出力する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-Nblock*(10^(Pouttarget/10))] …（３）
ＡＧＣ回路３３８は、出力目標値Pouttargettotalと、出力パワー検出部３４８において検出される実際の出力パワーPouttotalとを比較する。実際の出力パワーPouttotalは、第２ＰＤ３４７で検出された伝送信号の全波長の信号パワーである。そして、ＡＧＣ回路３３８は、実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalと一致するように、第１ＬＤ３１８および第２ＬＤ３１９における励起パワーを制御する。
このように、ＡＧＣ回路３３８は、伝送信号の出力側で検出される実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalになるよう第１ＬＤ３１８および第２ＬＤ３１９における励起パワーを制御する。これにより、ＡＧＣ回路３３８は、ＳＰＬ３１１付近で伝送信号のパワーが急に変動した場合にも、伝送信号に与える利得を高速に制御することができる。
次に、出力目標値算出部３３７がＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）の影響を予測して出力目標値を算出する場合について説明する。ＡＳＥとは、伝送信号に生じる光の雑音である。伝送信号にＡＳＥが含まれると、ＡＧＣ回路３３８での利得制御に誤差が生じる場合がある。以下、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出する手順について説明する。
ＡＳＥ補正値算出部３４３は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部３４１からの情報を基にBlock信号以外の信号を取得し、全体域のASE補正値であるASE（dBm）と、１波当たりのASE補正値であるASE,ch（dBm）とを算出する。ＡＳＥ補正値算出部３４３は、算出した全体域のＡＳＥ補正値ASEと、１波当たりのＡＳＥ補正値ASE,chとを出力目標値算出部３３７に出力する。
出力目標値算出部３３７は、ASEと、ASE,chとを用いて式（４）により出力目標値Pouttargettotalを算出する。ＡＧＣ回路３３８は、実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalに一致するように、第１ＬＤ３１８および第２ＬＤ３１９における励起パワーを制御する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-Nblock*(10^(Pouttarget/10)+10^(ASE,ch/10))+10^(ASE/10)] …（４）
次に、ＯＡＤＭ部３３０のＳＰＬ３３１以降の機器について説明する。ＯＣＭ３３２は、ＳＰＬ３３１を介して伝送信号を受光し、伝送信号の波長毎の信号パワーを測定する。ＳＰＬ３４４とＯＣＭ３４５も、同様に伝送信号の波長毎の信号パワーを測定する。ＯＣＭ３３２またはＯＣＭ３４５のいずれか一つで伝送信号の波長毎の信号パワーを測定してもよい。なお、ＯＣＭ３３２およびＯＣＭ３４５には、Tunable Filter Arrayと、PDとで実現できる。Tunable Filter Arrayは例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）またはＤＬＰ（Digital Light Processing:登録商標）を使用することで実現できる。
ＷＳＳ３３３は、伝送信号に含まれる各波長の信号を、ＡＷＧｏｒＣＤＣ３３４の方向またはＳＰＬ３４４の方向に出力する。ＷＳＳ３３３がＡＷＧｏｒＣＤＣ３３４の方向に出力した信号は、Drop信号である。ＡＷＧｏｒＣＤＣ３３４は、Drop信号を受信するためのパワー調整および合分波を準備する。ＴＲＰＮＲｘ３３５は、送受信機の受信部分であり、ＷＳＳ３３３からのDrop信号を受信する。
一方、ＷＳＳ３３３がＳＰＬ３４４の方向に出力した信号は、Through信号である。ＷＳＳ３３３は、Through信号をＳＰＬ３４４方向に通過させる。ただし、ＷＳＳ３３３は、Block信号は伝搬させない。Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部３４１は、Block信号情報に基づいて伝送信号のうち、Block信号を伝搬させないような減衰量をＷＳＳ３３３に与える。Block信号情報は、例えば装置の設定値である。
Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、Through信号に与える減衰量を算出してＷＳＳ３３３に出力する。以下、Through信号に与える減衰量の算出について説明する。入力レベル情報算出部３３９は、入力パワー検出部３３６から全信号パワーを取得し、波長数情報保持部３４０から波長数情報を取得する。入力レベル情報算出部３３９は、全信号パワーと波長数情報とに基づいて１波当たりの信号パワーを算出してｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２に出力する。
Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から１波当たりの信号パワーPinを減じて目標利得Gtarget（dB）を算出する。Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、後述する減衰量テーブル１０を参照し、目標利得Gtarget（dB）に対応する各波長の減衰量を取得する。Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、取得した各波長の減衰量をＷＳＳ３３３に出力する。ＷＳＳ３３３は、各波長の減衰量に基づいてThrough信号に含まれる各波長の信号を減衰する。
図８は、減衰量テーブルの一例を示す図である。図８の例のように、減衰量テーブル１０は、チャンネル（ch）と、チャンネルに対応する波長（nm）と、各波長の減衰量とを対応付ける。各波長の減衰量は、目標利得（dB）毎に設定される。例えば、減衰量テーブル１０は、目標利得が２６dBであった場合にch１〜１０までに与える減衰量がそれぞれ「５．４，５．４，５．４，５．４，５．３，５．３，５．２，５．１，５．０，４．８」であることを表す。Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、減衰量テーブル１０から各波長に与える減衰量を取得し、ＷＳＳ３３３に出力する。
なお、ＷＳＳ３３３は、多数の波長の信号を短時間で制御しようとすると、制御が追いつかず、他の信号パワーに変動を発生させる場合があるので、他の信号パワーに影響を与えない程度の速さでThrough信号に対する減衰量を制御する。
次に、ＯＡＤＭ部３３０のＳＰＬ３４６以降の機器について説明する。第２ＰＤ３４７は、ＳＰＬ３４６を介して出力信号を受光する。出力パワー検出部３４８は、第２ＰＤ３４７で受光した出力信号の全信号のパワーを検出する。出力パワー検出部３４８は、検出した出力信号の全信号のパワーをＡＧＣ回路３３８に出力する。なお、出力信号の全信号のパワーは、実際の出力パワーPouttotalに対応する。
ＴＲＰＮＴｘ３５１は、送受信機の送信部分である。ＡＷＧｏｒＣＤＣ３５０は、ＴＲＰＮＴｘ３５１から送信される信号のパワーを調整し、合分波をおこなう。ＣＰＬ３４９は、ＡＷＧｏｒＣＤＣ３５０から送信される信号を合波する。なお、ＷＳＳ３３３と同様のＷＳＳを準備し、ＡＷＧｏｒＣＤＣ３５０から送信される信号を合波してもよい。
次に、図９および図１０を用いて、光増幅装置３００によってなされる光増幅処理の制御フローについて説明する。図９は、光増幅処理の制御フローを示す第１の図である。図９の例のように、入力パワー検出部３３６は、第１ＰＤ３１７で検出された入力パワーを検出する（ステップＳ１０）。入力パワーは、例えば伝送信号の全信号のパワーPintotalに対応する。入力レベル情報算出部３３９は、入力パワー検出値と波長数情報とから入力レベルを算出する（ステップＳ１１）。入力レベルは、例えば１波当たりの信号パワーPinに対応する。
出力目標値算出部３３７は、入力レベルと出力レベル目標値とから目標利得を算出する（ステップＳ１２）。出力レベル目標値は、１波当たりの出力目標値Pouttargetに対応する。例えば、出力目標値算出部３３７は、出力レベル目標値から入力レベルを減じて目標利得を算出する。
出力目標値算出部３３７は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部３４１から出力されるBlock信号のch数からＡＳＥ補正値を算出する（ステップＳ１３）。出力目標値算出部３３７は、入力パワー検出部３３６から入力パワーを取得する（ステップＳ１４）。出力目標値算出部３３７は、入力パワー検出値、利得設定値、Block信号のch数、出力レベル目標値およびＡＳＥ補正値から出力パワー目標値を算出する（ステップＳ１５）。例えば、出力目標値算出部３３７は、式（４）を用いて出力パワー目標値を算出する。ＡＧＣ回路３３８は、実際の出力パワーが出力パワー目標値となるように励起ＬＤパワーを制御する（ステップＳ１６）。
光増幅装置３００は、処理を終了する場合（ステップＳ１７Yes）、各処理部を停止する。一方、光増幅装置３００は、処理を継続する場合（ステップＳ１７No）、ステップＳ１３の処理に戻る。
次に、図１０を用いてＴｈｒｕｃｈロス算出部３４２でなされる各波長の減衰量の制御の流れについて説明する。図１０は、光増幅処理の制御フローを示す第２の図である。図１０の例のように、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、目標利得と、目標利得と各chのＡＴＴ設定値の関係式とから、Through信号の各chのＡＴＴ設定値を算出する（ステップＳ２０）。各chのＡＴＴ設定値は、各波長に与える減衰量に対応する。例えば、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、図８に示される減衰量テーブル１０において目標利得に対応する各chに与える減衰量を取得する。
Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、ＡＴＴ目標値となるようＷＳＳ３３３のThrough信号のロスを制御する（ステップＳ２１）。例えば、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２は、入力レベル情報算出部３３９から出力された各chに与える減衰量に基づいて、ＷＳＳ３３３においてThrough信号の各波長に与える減衰量を制御する。
このように、ＷＳＳ３３３の機能によって伝送信号に生じた利得チルトを解消することができる。これにより、光増幅装置にＶＯＡを設置しなくてもよくなり、装置の部品点数を削減することで装置を小型化することができる。
（実施例２の光増幅装置の一例）
次に、図１１を用いて実施例２に係る光増幅装置の一例について説明する。図１１は、実施例２の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図１１の例のように、光増幅装置４００は、光増幅部４１０と、ＯＡＤＭ部４３０とを有する。光増幅部４１０は、ＳＰＬ４１１、ＷＤＭ４１２、第１ＥＤＦ４１３、ＧＥＱ４１４、ＷＤＭ４１５、第２ＥＤＦ４１６、第１ＰＤ４１７、第１ＬＤ４１８および第２ＬＤ４１９を有する。ＯＡＤＭ部４３０は、ＳＰＬ４３１、ＯＣＭ４３２、ＷＳＳ４３３、入力パワー検出部４３６、出力目標値算出部４３７、ＡＧＣ回路４３８、入力レベル情報算出部４３９および波長数情報保持部４４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部４３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２、ＡＳＥ補正値算出部４４３、ＳＰＬ４４４、ＯＣＭ４４５、ＳＰＬ４４６、第２ＰＤ４４７、出力パワー検出部４４８、ＣＰＬ４４９を有する。さらに、ＯＡＤＭ部４３０は、ＡＷＧｏｒＣＤＣ４５０、ＴＲＰＮＲｘ４５１、Ｄｒｏｐ波長情報送信部４５２およびＤｒｏｐ波長情報受信部４５３を有する。さらに、ＯＡＤＭ部４３０は、ＣＰＬ４６０、ＡＷＧｏｒＣＤＣ４６１、ＴＲＰＮＴｘ４６２、ＳＰＬ４６３、ＤＧＥＱ（Dynamic Gain Equalizer）４６４、ＳＰＬ４６５およびＰＤ４６６を有する。さらに、ＯＡＤＭ部４３０は、Ａｄｄ波長数算出部４６７、ＯＣＭ４６８、ＯＣＭ４６９、Ａｄｄｃｈ検出部４７０、Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部４７１およびＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２を有する。なお、実施例１と同じ機器に関しては、番号の下２桁を一致させ、適宜説明を省略する。
次に、ＷＳＳ４３３で挿入されるAdd信号について説明する。ＴＲＰＮＴｘ４６２は、送受信機の送信部分である。ＴＲＰＮＴｘ４６２は、ＡＷＧｏｒＣＤＣ４６１にAdd信号を出力する。ＡＷＧｏｒＣＤＣ４６１は、ＴＲＰＮＴｘ４６２からのAdd信号のパワー調整および合分波をおこなう。ＣＰＬ４６０は、ＷＳＳ４３３で伝送信号とAdd信号とを合波する。
また、ＣＰＬ４６０は、Add信号の一部をＳＰＬ４６３に出力する。ＳＰＬ４６３は、Add信号を分岐してＤＧＥＱ４６４とＯＣＭ４６９とに出力する。以下、ＤＧＥＱ４６４方向に出力されたAdd信号への処理と、ＯＣＭ４６９方向に出力されたAdd信号への処理についてそれぞれ説明する。
まず、ＤＧＥＱ４６４方向に出力されたAdd信号に対する処理について説明する。ＤＧＥＱ４６４は、ＷＳＳ４３３でAdd信号が合波されるのと連動してAdd信号のみの減衰量が０となって通過するように制御される。ＤＧＥＱ４６４は、例えば波長を通過させないようにするＷＢ（Wavelength Blocker）であってもよい。ＰＤ４６６は、ＤＧＥＱ４６４を通過した信号パワーを検出し、Ａｄｄ波長数検出部４６７に出力する。Ａｄｄ波長数検出部４６７は、ＤＧＥＱ４６４を通過した信号パワーPaddと、１波当たりの規定のパワーPchaddとを用いて式（５）によりAdd信号の波長数Naddを算出する。１波当たりの規定のパワーは、例えば装置の設定値であってもよいし、ＯＣＭ４６８が計測した各波長の計測値より算出してもよい。Ａｄｄ波長数検出部４６７は、Add信号の波長数Naddを出力目標値算出部４３７に出力する。
Nadd=Padd/Pchadd …（５）
図１１の例のように、Ａｄｄ波長数検出部４６７は、ＤＧＥＱ４６４がAdd信号の入力部分に設置されているので、急にAdd信号が入った場合にもAdd信号の波長数Naddを精度よく算出できる。これにより、出力目標値算出部４３７によって算出される出力目標値に誤差が生じるのを防止することができる。
また、Ａｄｄ波長数検出部４６７は、ＰＤ４６６によって検出された信号パワーを用いてAdd信号の波長数Naddを算出する。このため、出力目標値算出部４３７は、Add信号が急に変化した場合においても、Add信号の波長数Naddを用いて出力目標値を精度よく算出できる。したがって、ＡＧＣ回路４３８は、Add信号が急に変化した場合においても、算出された出力目標値を用いて伝送信号に与える利得を最適に制御することができる。
次いで、ＯＣＭ４６９方向に出力されたAdd信号に対する処理について説明する。ＯＣＭ４６９は、波長毎のパワーを測定し、測定データをＡｄｄｃｈ検出部４７０に出力する。Ａｄｄｃｈ検出部４７０は、測定データからAdd信号の各波長のパワーを検出し、Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部４７１に出力する。Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部４７１は、ＯＣＭ４６９およびＯＣＭ４４５の波長毎のパワーの測定結果をＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２に出力する。
ＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２は、伝送信号に対してゆっくりAdd信号が合波されるようにＷＳＳ４３３とＤＧＥＱ４６４との制御速度を抑えて同時に制御する。これにより、Add信号に急なパワー変動が生じた場合においても各ブロックの制御が追いつかなくなる事態を防止することができる。
次に、出力目標値の算出に関して説明する。出力目標値算出部４３７は、入力レベル情報算出部４３９から出力された１波当たりの信号パワーPinを、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から引くことで目標利得Gtarget（dB）を算出する。目標利得Gtarget（dB）は、例えば式（２）によって算出できる。
出力目標値算出部４３７は、入力パワー検出部４３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１からＷＳＳ４３３においてブロックする波長数Nblockを取得する。また、出力目標値算出部４３７は、Ａｄｄ波長数算出部４６７からAddする波長数Naddを取得する。なお、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１は、ブロックする波長数Nblockを、上流装置からＤｒｏｐ波長情報受信部４５３を介して受信する。
出力目標値算出部４３７は、ブロックする波長数Nblock、Addする波長数Nadd、目標利得Gtarget、１波当たり出力目標値Pouttarget、全信号パワーPintotalを用いて式（６）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。ＡＧＣ回路４３８は、算出された実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalに一致するように、第１ＬＤ４１８および第２ＬＤ４１９が与える励起パワーを制御する。なお、１波当たり出力目標値Pouttargetは、例えば装置の設定値である。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-(Nblock-Nadd)*10^(Pouttarget/10)] …（６）
出力目標値算出部４３７は、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出する場合、ＡＳＥ補正値算出部４４３から出力された全体域のＡＳＥ補正値ASE（dBm）、１波当たりのＡＳＥ補正値ASE,ch（dBm）を取得する。出力目標値算出部４３７は、全体域のＡＳＥ補正値ASE（dBm）、１波当たりのＡＳＥ補正値ASE,ch（dBm）を用いて式（７）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。そして、出力目標値算出部４３７は、出力目標値PouttargettotalをＡＧＣ回路４３８に出力する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-(Nblock-Nbadd)*10^(Pouttarget/10)-(Nblock*10^(ASE,ch/10))+10^(ASE/10)] …（７）
次に、光増幅装置４００のＳＰＬ４４９以降の機器について説明する。ＣＰＬ４４９は、伝送信号の一部をＡＷＧｏｒＣＤＣ４５０に出力する。ＡＷＧｏｒＣＤＣ４５０は、受信した伝送信号に対して、下流装置が受信するためのパワー調整および合分波をおこないＴＲＰＮＲｘ４５１に出力する。Ｄｒｏｐ波長情報送信部４５２は、ＴＲＰＮＲｘ４５１からDropする波長情報を取得して下流装置へ送信する。
Ｄｒｏｐ波長情報受信部４５３は、上流装置よりブロックする波長情報を受信し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１に出力する。Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１は、ブロックする波長情報に基づいてBlock信号生成し、ＷＳＳ４３３に出力する。
次に、図１２〜図１５を用いて、光増幅装置４００によってなされる光増幅処理の制御フローについて説明する。図１２は、光増幅処理の制御フローを示す第３の図である。図１２の例のように、入力パワー検出部４３６は、第１ＰＤ４１７で検出された入力パワーを検出する（ステップＳ３０）。入力パワーは、例えば伝送信号の全信号のパワーに対応する。入力レベル情報算出部４３９は、入力パワー検出値と波長数情報とから入力レベルを算出する（ステップＳ３１）。入力レベルは、例えば１波当たりの信号パワーに対応する。出力目標値算出部４３７は、入力レベルと出力レベル目標値とから目標利得を算出する（ステップＳ３２）。出力レベル目標値は、例えば１波当たりの出力目標値に対応する。
出力目標値算出部４３７は、Ａｄｄ波長数算出部４６７から出力されるAdd信号のch数と、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部４４１から出力されるBlock信号のch数とからＡＳＥ補正値を算出する（ステップＳ３３）。出力目標値算出部４３７は、入力パワー検出部４３６から入力パワーを取得する（ステップＳ３４）。ＰＤ４６６は、Add信号のパワーを検出する（ステップＳ３５）。Ａｄｄ波長数算出部４６７は、Add信号の１波当たりのパワー情報とAdd信号のパワー検出値からAdd信号のch数を算出する（ステップＳ３６）。例えば、Ａｄｄ波長数算出部４６７は、式（５）によってAdd信号のch数を算出する。なお、Add信号の１波当たりのパワー情報は、例えば１波当たりの規定のパワーに対応する。Add信号のパワー検出値は、例えばＤＧＥＱ４６４を通過した信号パワーに対応する。
出力目標値算出部４３７は、入力パワー検出値、利得設定値、Add信号のch数、Block信号のch数、出力レベル目標値およびＡＳＥ補正値から出力パワー目標値を算出する（ステップＳ３７）。出力レベル目標値は、例えば１波当たりの出力目標値に対応する。ＡＧＣ回路４３８は、実際の出力パワーが出力パワー目標値となるように励起ＬＤパワーを制御する（ステップＳ３８）。
光増幅装置４００は、処理を終了する場合（ステップＳ３９Yes）、各処理部を停止する。一方、光増幅装置４００は、処理を継続する場合（ステップＳ３９No）、ステップＳ３３の処理に戻る。
次に、図１３を用いてＴｈｒｕｃｈロス算出部４４２でなされる各波長の減衰量の制御の流れについて説明する。図１３は、光増幅処理の制御フローを示す第４の図である。図１３の例のように、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２は、目標利得と、目標利得と各chのＡＴＴ設定値の関係式とから、Through信号の各chのＡＴＴ設定値を算出する（ステップＳ４０）。例えば、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２は、図８の例に示される減衰量テーブル１０を参照してＡＴＴ設定値を取得する。なお、各chのＡＴＴ設定値は、各波長に与える減衰量に対応する。
Ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２は、ＡＴＴ目標値となるようＷＳＳ４３３のThrough信号のロスを制御する（ステップＳ４１）。例えば、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部３４２と同様に制御する。
光増幅装置４００は、処理を終了する場合（ステップＳ４２Yes）、各処理部を停止する。一方、光増幅装置４００は、処理を継続する場合（ステップＳ４２No）、ステップＳ４０の処理に戻る。
次に、図１４を用いてＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２でなされるロス制御について説明する。図１４は、光増幅処理の制御フローを示す第５の図である。Ａｄｄｃｈ検出部４７０は、ＯＣＭ４６９の検出結果に基づいて、Add信号のch配置を検出する（ステップＳ５０）。Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部４７１は、ＯＣＭ４４５で検出された伝送信号のうち、挿入されたAdd信号に対応するchのパワーを検出する（ステップＳ５１）。
ＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２は、ＯＣＭ４４５で検出される伝送信号の各chが目標出力レベルになるようにロスを制御する（ステップＳ５２）。
光増幅装置４００は、処理を終了する場合（ステップＳ５３Yes）、各処理部を停止する。一方、光増幅装置４００は、処理を継続する場合（ステップＳ５３No）、ステップＳ５０の処理に戻る。
次に、図１５を用いてＤＧＥＱ４６４でなされるロス制御について説明する。図１５は、光増幅処理の制御フローを示す第６の図である。Ａｄｄｃｈ検出部４７０は、Add信号のch配置を検出する（ステップＳ６０）。Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部４７１は、Add信号に対応するch配置のパワーを検出する（ステップＳ６１）。
ＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部４７２は、ＤＧＥＱ４６４を通過した信号の各chのパワーが目標のレベルとなるようにＤＧＥＱ４６４を制御する（ステップＳ６２）。
光増幅装置４００は、処理を終了する場合（ステップＳ６３Yes）、各処理部を停止する。一方、光増幅装置４００は、処理を継続する場合（ステップＳ６３No）、ステップＳ６０の処理に戻る。
このように、出力目標値算出部４３７は、ブロックする波長数Nblock、Addする波長数Nadd等を用いて出力目標値Pouttargettotalを算出する。これにより、ＷＳＳ４３３においてAdd信号およびBlock信号が発生しても、出力目標値を精度よく算出できるので、出力目標値に基づいて伝送信号に与える利得の制御を適切に行うことができる。
（実施例３の光増幅装置の一例）
次に、図１６を用いて実施例３に係る光増幅装置の一例について説明する。図１６は、実施例３の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図１６の例のように、光増幅装置５００は、光増幅部５１０と、ＯＡＤＭ部５３０とを有する。光増幅部５１０は、ＳＰＬ５１１、ＷＤＭ５１２、第１ＥＤＦ５１３、ＧＥＱ５１４、ＷＤＭ５１５、第２ＥＤＦ５１６、第１ＰＤ５１７、第１ＬＤ５１８および第２ＬＤ５１９を有する。ＯＡＤＭ部５３０は、ＳＰＬ５５５、ＡＷＧｏｒＣＤＣ５５６、ＴＲＰＮＲｘ５５７、ＳＰＬ５３１、ＯＣＭ５３２、ＷＳＳ５３３を有する。さらに、ＯＡＤＭ部５３０は、入力パワー検出部５３６、出力目標値算出部５３７、ＡＧＣ回路５３８、入力レベル情報算出部５３９および波長数情報保持部５４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部５３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部５４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部５４２、ＡＳＥ補正値算出部５４３、ＳＰＬ５４４、ＯＣＭ５４５、ＳＰＬ５４６、第２ＰＤ５４７、出力パワー検出部５４８を有する。さらに、ＯＡＤＭ部５３０は、ＣＰＬ５６０、ＡＷＧｏｒＣＤＣ５６１、ＴＲＰＮＴｘ５６２、ＳＰＬ５６３、ＤＧＥＱ５６４、ＳＰＬ５６５、ＰＤ５６６、Ａｄｄ波長数算出部５６７、ＯＣＭ５６８、ＯＣＭ５６９およびＡｄｄｃｈ検出部５７０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部５３０は、Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部５７１およびＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部５７２を有する。なお、実施例１または実施例２と同じ機器に関しては、番号の下２桁を一致させ、適宜説明を省略する。
光増幅部５１０は、実施例１の光増幅部３１０と同じであるので説明を省略する。また、ＷＳＳ５３３への出力に関しては、実施例２のＷＳＳ４３３への出力と同じであるので説明を省略する。また、実施例２ではDropする波長情報を他の機器に送信しているのに対し、実施例３ではDrop信号をＷＳＳ５３３でブロックしている点で相違する。
なお、光増幅装置５００は、ＳＰＬ５５５においてDrop信号を分岐させた後に、ＷＳＳ５３３においてAdd信号を入力している。
次に、出力目標値の算出に関して説明する。出力目標値算出部５３７は、入力レベル情報算出部５３９から出力された１波当たりの信号パワーPinを、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から引くことにより目標利得Gtarget（dB）を算出する。目標利得Gtarget（dB）は、例えば式（２）によって算出できる。
出力目標値算出部５３７は、入力パワー検出部５３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部５４１からブロックする波長数Nblockを取得する。また、出力目標値算出部５３７は、Add波長数算出部５６７からAddする波長数Naddを取得する。
出力目標値算出部５３７は、ブロックする波長数Nblock、Addする波長数Nadd、目標利得Gtarget、全信号パワーPintotal、１波当たり出力目標値Pouttargetを用いて式（８）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。ＡＧＣ回路５３８は、実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalに一致するように、第１ＬＤ５１８および第２ＬＤ５１９における励起パワーを制御する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-(Nblock-Nadd)*10^(Pouttarget/10)] …（８）
なお、出力目標値算出部５３７は、実施例１または実施例２のように、ＡＳＥ補正値算出部５４３からＡＳＥ補正値を取得し、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出してもよい。
このように、出力目標値算出部５３７は、Add信号およびDrop信号が発生しても、出力目標値を精度よく算出できる。
（実施例４の光増幅装置の一例）
次に、図１７を用いて実施例４に係る光増幅装置の一例について説明する。図１７は、実施例４の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図１７の例のように、光増幅装置６００は、第１光増幅部６１０と、ＯＡＤＭ部６３０と、第２光増幅部６８０とを有する。第１光増幅部６１０は、ＳＰＬ６１１、ＷＤＭ６１２、第１ＥＤＦ６１３、ＧＥＱ６１４、ＷＤＭ６１５、第２ＥＤＦ６１６、第１ＰＤ６１７、第１ＬＤ６１８および第２ＬＤ６１９を有する。ＯＡＤＭ部６３０は、ＳＰＬ６３１、ＯＣＭ６３２、ＷＳＳ６３３、ＡＷＧｏｒＣＤＣ６３４およびＴＲＰＮＲｘ６３５を有する。さらに、ＯＡＤＭ部６３０は、入力パワー検出部６３６、出力目標値算出部６３７、ＡＧＣ回路６３８、入力レベル情報算出部６３９および波長数情報保持部６４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部６３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部６４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部６４２、ＡＳＥ補正値算出部６４３、ＳＰＬ６４４、ＯＣＭ６４５および出力パワー検出部６４８を有する。第２光増幅部６８０は、ＷＤＭ６８１、第３ＬＤ６８２、第３ＥＤＦ６８３、ＳＰＬ６８４、ＣＰＬ６８５、第２ＰＤ６８６、ＡＷＧｏｒＣＤＣ６８７およびＴＲＰＮＴｘ６８８を有する。なお、実施例１〜実施例３と同じ機器に関しては、番号の下２桁を一致させ、適宜説明を省略する。
第１光増幅部６１０は、実施例１の光増幅部３１０と同じであるので説明を省略する。また、ＷＳＳ６３３への出力に関しては、実施例１のＷＳＳ３３３への出力と同じであるので説明を省略する。また、実施例１では、光増幅部が１つ設置されているのに対し、実施例４では、光増幅部が２つ設置されている点で相違する。
次に、出力目標値の算出に関して説明する。出力目標値算出部６３７は、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から１波当たりの信号パワーPin（dBm/ch）を引くことにより目標利得Gtarget（dB）を算出する。目標利得Gtarget（dB）は、例えば式（２）によって算出できる。
出力目標値算出部６３７は、入力パワー検出部６３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部６４１からＷＳＳ６３３においてブロックする波長数Nblockを取得する。
出力目標値算出部６３７は、ブロックする波長数Nblock、目標利得Gtarget、全信号パワーPintotal、１波当たり出力目標値Pouttargetを用いて式（９）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。ＡＧＣ回路６３８は、実際の出力パワーPouttotalが出力目標値Pouttargettotalに一致するように、第１ＬＤ６１８、第２ＬＤ６１９および第３ＬＤ６８２における励起パワーを制御する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-Nblock*10^(Pouttarget/10)] …（９）
なお、出力目標値算出部６３７は、実施例１または実施例２のように、ＡＳＥ補正値算出部６４３からＡＳＥ補正値を取得し、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出してもよい。
ＡＧＣ回路６３８は、第１光増幅部６１０の利得をＧ１、第２光増幅部６８０の利得をＧ２とした場合にＧ１とＧ２の比率を設定し、設定された比率に基づいて第１光増幅部６１０と第２光増幅部６８０とに与える励起パワーを制御してもよい。なお、ＡＧＣ回路６３８は、ＯＣＭ６３２の測定値を積分して第１光増幅部６１０からの総出力パワーを算出し、算出された総出力パワーをＧ１とＧ２の比率を調整するのに用いてもよい。
このように、ＡＧＣ回路６３８は、算出された出力目標値を用いることで、光増幅部がＷＳＳの前後に設置されていても、それぞれの光増幅部における利得を精度よく制御することができる。
（実施例５の光増幅装置の一例）
次に、図１８を用いて実施例５に係る光増幅装置の一例について説明する。図１８は、実施例５の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図１８の例のように、光増幅装置７００は、第１光増幅部７１０と、ＯＡＤＭ部７３０と、第２光増幅部７８０とを有する。第１光増幅部７１０は、ＳＰＬ７１１、ＷＤＭ７１２、第１ＥＤＦ７１３、ＧＥＱ７１４、ＷＤＭ７１５、第２ＥＤＦ７１６、第１ＰＤ７１７、第１ＬＤ７１８および第２ＬＤ７１９を有する。ＯＡＤＭ部７３０は、ＳＰＬ７３１、ＯＣＭ７３２、ＷＳＳ７３３、入力パワー検出部７３６、出力目標値算出部７３７、ＡＧＣ回路７３８、入力レベル情報算出部７３９および波長数情報保持部７４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部７３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部７４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部７４２、ＡＳＥ補正値算出部７４３、ＳＰＬ７４４、ＯＣＭ７４５および出力パワー検出部７４８を有する。さらに、ＯＡＤＭ部７３０は、ＣＰＬ７６０、ＡＷＧｏｒＣＤＣ７６１、ＴＲＰＮＴｘ７６２、ＳＰＬ７６３、ＤＧＥＱ７６４、ＳＰＬ７６５、ＰＤ７６６、Ａｄｄ波長数算出部７６７、ＯＣＭ７６８、ＯＣＭ７６９およびＡｄｄｃｈ検出部７７０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部７３０は、Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部７７１、ＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部７７２、Ｄｒｏｐ波長情報送信部７５２およびＤｒｏｐ波長情報受信部７５３を有する。第２光増幅部７８０は、ＷＤＭ７８１、第３ＬＤ７８２、第３ＥＤＦ７８３、ＳＰＬ７８４、ＳＰＬ７８５、第２ＰＤ７８６、ＡＷＧｏｒＣＤＣ７８７およびＴＲＰＮＲｘ７８８を有する。なお、実施例１または実施例２と同じ機器に関しては、番号の下２桁を一致させ、適宜説明を省略する。
第１光増幅部７１０は、実施例１の光増幅部３１０と同じであるので説明を省略する。また、ＷＳＳ７３３への出力に関しては、実施例２のＷＳＳ４３３への出力と同じであるので説明を省略する。また、実施例２では、光増幅部が１つ設置されているのに対し、実施例５では、光増幅部が２つ設置されている点で相違する。
次に、出力目標値の算出に関して説明する。出力目標値算出部７３７は、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から１波当たりの信号パワーPin（dBm/ch）を引くことで目標利得Gtarget（dB）を算出する。目標利得Gtarget（dB）は、例えば式（２）によって算出できる。
出力目標値算出部７３７は、入力パワー検出部７３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部７４１からＷＳＳ７３３においてブロックする波長数Nblockを取得する。また、出力目標値算出部７３７は、Ａｄｄ波長数算出部７６７からAddする波長数Naddを取得する。なお、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部７４１は、ブロックする波長数Nblockを、Ｄｒｏｐ波長情報受信部７５３を介して上流ａｍｐからブロックする波長情報を受信する。
出力目標値算出部７３７は、ブロックする波長数Nblock、Addする波長数Nadd、目標利得Gtarget、全信号パワーPintotal、１波当たり出力目標値Pouttargetを用いて式（１０）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-(Nblock-Nadd)*10^(Pouttarget/10)] …（１０）
なお、出力目標値算出部７３７は、実施例１または実施例２のように、ＡＳＥ補正値算出部７４３からＡＳＥ補正値を取得し、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出してもよい。
ＡＧＣ回路７３８は、第１光増幅部７１０で与える利得をＧ１、第２光増幅部７８０で与える利得をＧ２とした場合に、Ｇ１およびＧ２を式（１１）および式（１２）により算出する。なお、Nthroughは、ＷＳＳ７３３を通過するThrough信号数である。また、Paddは、ＤＧＥＱ７６４を通過したAdd信号のパワーである。
G2=10*log[10^(Pouttargettotal/10)-Nthrough*(10^(Pouttarget/10))]-Padd …（１１）
G1=Gtarget-G2 …（１２）
なお、ＡＧＣ回路７３８は、全信号数からブロックする波長数Nblockと、Addする波長数Naddとを差し引くことで、Through信号数Nthroughを算出してもよい。また、光増幅装置７００は、Through信号数Nthroughを上流ａｍｐから取得してもよい。
このように、ＡＧＣ回路７３８は、算出された出力目標値を用いることで、光増幅部がＷＳＳの前後に設置されていても、それぞれの光増幅部における利得を精度よく制御することができる。
（実施例６の光増幅装置の一例）
次に、図１９を用いて実施例６に係る光増幅装置の一例について説明する。図１９は、実施例６の光増幅装置の構成の一例を示す図である。図１９の例のように、光増幅装置８００は、第１光増幅部８１０と、ＯＡＤＭ部８３０と、第２光増幅部８８０とを有する。第１光増幅部８１０は、ＳＰＬ８１１、ＷＤＭ８１２、第１ＥＤＦ８１３、ＧＥＱ８１４、ＷＤＭ８１５、第２ＥＤＦ８１６、第１ＰＤ８１７、第１ＬＤ８１８および第２ＬＤ８１９を有する。ＯＡＤＭ部８３０は、ＳＰＬ８５５、ＡＷＧｏｒＣＤＣ８５６、ＴＲＰＮＲｘ８５７、ＳＰＬ８３１およびＯＣＭ８３２を有する。さらに、ＯＡＤＭ部８３０は、ＷＳＳ８３３、入力パワー検出部８３６、出力目標値算出部８３７、ＡＧＣ回路８３８、入力レベル情報算出部８３９および波長数情報保持部８４０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部８３０は、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部８４１、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部８４２、ＡＳＥ補正値算出部８４３、ＳＰＬ８４４、ＯＣＭ８４５および出力パワー検出部８４８を有する。さらに、ＯＡＤＭ部８３０は、ＣＰＬ８６０、ＡＷＧｏｒＣＤＣ８６１、ＴＲＰＮＴｘ８６２、ＳＰＬ８６３、ＤＧＥＱ８６４、ＳＰＬ８６５、ＰＤ８６６、Ａｄｄ波長数算出部８６７、ＯＣＭ８６８、ＯＣＭ８６９およびＡｄｄｃｈ検出部８７０を有する。さらに、ＯＡＤＭ部８３０は、Ａｄｄｃｈ出力レベル算出部８７１およびＡｄｄｃｈＤ−ＧＥＱロス設定部８７２を有する。第２光増幅部８８０は、ＷＤＭ８８１、第３ＬＤ８８２、第３ＥＤＦ８８３、ＳＰＬ８８５、第２ＰＤ８８６を有する。なお、実施例１または実施例２と同じ機器に関しては、番号の下２桁を一致させ、適宜説明を省略する。
第１光増幅部８１０は、実施例１の光増幅部３１０と同じであるので説明を省略する。また、ＷＳＳ８３３への出力に関しては、実施例３のＷＳＳ４３３への出力に関する説明と同じであるので説明を省略する。また、実施例３では、光増幅部が１つ設置されているのに対し、実施例６では、光増幅部が２つ設置されている点で相違する。
次に、出力目標値の算出に関して説明する。出力目標値算出部８３７は、入力レベル情報算出部８３９から出力された１波当たりの信号パワーPinを、１波当たり出力目標値Pouttarget（dBm/ch）から引くことにより目標利得Gtarget（dB）を算出する。目標利得Gtarget（dB）は、例えば式（２）によって算出できる。
出力目標値算出部８３７は、入力パワー検出部８３６から全信号パワーPintotal（dBm）を取得し、Ｂｌｏｃｋｃｈロス設定部８４１からＷＳＳ８３３においてブロックする波長数Nblockを取得する。また、出力目標値算出部８３７は、Add波長数算出部８６７からAddする波長数Naddを取得する。
出力目標値算出部８３７は、ブロックする波長数Nblock、Addする波長数Nadd、目標利得Gtarget、全信号パワーPintotal、１波当たり出力目標値Pouttargetを用いて式（１３）により出力目標値Pouttargettotal（dBm）を算出する。
Pouttargettotal=10*log[10^((Gtarget+Pintotal)/10)-(Nblock-Nadd)*10^(Pouttarget/10)] …（１３）
なお、出力目標値算出部８３７は、実施例１または実施例２のように、ＡＳＥ補正値算出部８４３からＡＳＥ補正値を取得し、ＡＳＥの影響を予測して出力目標値を算出してもよい。
ＡＧＣ回路８３８は、第１光増幅部８１０で与える利得をＧ１、第２光増幅部８８０で与える利得をＧ２とした場合に、Ｇ１およびＧ２を式（１１）および式（１２）により算出してもよい。
なお、ＡＧＣ回路８３８は、全信号数からブロックする波長数Nblockと、Addする波長数Naddとを差し引くことによってThrough信号数を算出してもよい。
なお、Ｔｈｒｕｃｈロス算出部８４２は、Ｇ２の利得が大きすぎてＧ１の利得が余る場合に、伝送信号の減衰量を増やして利得を調整してもよい。
このように、ＡＧＣ回路８３８は、算出された出力目標値を用いることで、光増幅部がＷＳＳの前後に設置されていても、それぞれの光増幅部における利得を精度よく制御することができる。
次に、実施例１〜６に係る光増幅装置の効果について説明する。実施例２において光増幅部４１０は、伝送路から入力された波長多重光に、伝送路での損失に応じた利得を与えて光強度を増幅する。ＷＳＳ４３３は、前記増幅された波長多重光に含まれる一部の波長の信号光を該波長多重光から分岐、または前記増幅された波長多重光に含まれない波長の信号光を該波長多重光に挿入する。ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２は、前記伝送路での損失に応じた利得に基づいて前記波長多重光の各波長に与える損失を調整する。これにより、波長多重光への利得を変更した場合に、ＶＯＡの代わりにＷＳＳの減衰機能を用いて利得を平坦化することで利得チルトを解消するので、部品点数を減らすことができ、装置の小型化を実現できる。
ｔｈｒｕｃｈロス算出部４４２は、前記伝送路での損失に応じた利得毎に波長多重光の各波長に与える損失を対応付けた減衰量テーブル１０を用いて、前記波長多重光に与える損失を波長毎に調整する。これにより、波長多重光に与える利得を変更したことで利得チルトが発生した場合にも、ＷＳＳの減衰機能によって利得チルトを解消できる。
出力目標値算出部４３７は、前記損失に応じた利得と、前記伝送路から入力された波長多重光の全波長の光強度と、前記分岐挿入部で分岐または挿入された信号光の光強度とに基づいて、前記伝送路での損失に応じた利得を算出する。これにより、信号光が挿入または分岐した場合でも、波長多重光に与える利得を精度よく制御することができる。
出力目標値算出部４３７は、前記分岐挿入部で分岐または挿入された信号光の光強度を、１波長当たりの出力目標値と、分岐または挿入された信号光数とに基づいて算出する。これにより、信号光が挿入または分岐した場合でも、波長多重光に与える利得を精度よく制御することができる。
ＤＧＥＱ４６４は、前記挿入された信号光を選択する。ＰＤ４６６は、前記挿入された信号光全体の光強度を測定する。ＯＣＭ４６８は、前記挿入された信号光の各波長の光強度を測定する。出力目標値算出部４３７は、前記挿入された信号光全体の光強度と、前記挿入された信号光の各波長の光強度とに基づいて前記挿入された信号光数を算出する。これにより、急に信号光が挿入された場合にも挿入された信号光数を精度よく測定できる。
上記では、実施例２の各処理部の処理について説明したが、実施例１、３〜６の各実施例が上記処理をおこなってもよい。
１００ 光増幅装置
１１０ 第１光増幅部
１１１ ＳＰＬ
１１２ 第１ＥＤＦ
１１３ ＧＥＱ
１１４ 第２ＥＤＦ
１１５ 第１ＰＤ
１１６ ＡＧＣ制御部
１２０ ＯＡＤＭ部
１２１ ＳＰＬ
１２２ ＷＳＳ
１２３ ＳＰＬ
１２４ 第２ＰＤ
１３０ 第２光増幅部
１３１ ＳＰＬ
１３２ 第３ＥＤＦ
１３３ ＧＥＱ
１３４ 第４ＥＤＦ
１３５ ＳＰＬ
１３６ 第１ＰＤ
１３７ 第２ＰＤ
１３８ ＡＧＣ制御部

Claims (4)

  1. 伝送路から入力された波長多重光に、設定された利得量を与えて当該波長多重光の光強度を増幅する光増幅部と、
    前記増幅された波長多重光の内、所定波長の光を一方に分岐すると共に、前記所定波長以外の波長の光を他方に分岐する分岐部と、
    前記設定された利得量に基づいて、前記一方に分岐された波長多重光の波長毎に、各波長の利得が平坦化するように各波長に与える損失量をそれぞれ調整する損失調整部と、
    前記設定された利得量と、前記伝送路から入力された波長多重光の全波長の光強度と、前記他方に分岐された光の光強度とに基づいて、前記光増幅部に設定される出力目標値を算出する算出部と
    を有することを特徴とする光増幅装置。
  2. 伝送路から入力された波長多重光に、設定された利得量を与えて当該波長多重光の光強度を増幅する光増幅部と、
    前記増幅された波長多重光に所定波長の光を挿入する挿入部と、
    前記設定された利得量に基づいて、前記波長多重光の波長毎に、各波長の利得が平坦化するように各波長に与える損失量をそれぞれ調整する損失調整部と、
    前記設定された利得量と、前記伝送路から入力された波長多重光の全波長の光強度と、前記挿入された光の光強度とに基づいて、前記光増幅部に設定される出力目標値を算出する算出部と
    を有することを特徴とする光増幅装置。
  3. 伝送路から入力された波長多重光に、設定された利得量を与えて当該波長多重光の光強度を増幅する光増幅部と、
    前記増幅された波長多重光の内、所定波長の光を一方に分岐すると共に、前記所定波長以外の波長の光を他方に分岐する分岐部と、
    前記増幅された波長多重光に所定波長の光を挿入する挿入部と、
    前記設定された利得量に基づいて、前記分岐された波長多重光の波長毎に、各波長の利得が平坦化するように各波長に与える損失量をそれぞれ調整する損失調整部と、
    前記設定された利得量と、前記伝送路から入力された波長多重光の全波長の光強度と、前記他方に分岐された光の光強度と、前記挿入された光の光強度とに基づいて、前記光増幅部に設定される出力目標値を算出する算出部と
    を有することを特徴とする光増幅装置。
  4. 前記損失調整部は、前記伝送路での損失量に応じた利得量毎に波長多重光の各波長に与える損失量を対応付けたテーブルを用いて、前記波長多重光に与える損失量を波長毎に調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の光増幅装置。
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