JP6671571B1 - 光ノード装置 - Google Patents

Abstract

光増幅装置（１００）は、多方路光伝送システム用の光増幅装置（１００）であって、複数個の光増幅器（１３）により構成されている光増幅器群と、１個の励起光源（１１）と、光増幅器群と１個の励起光源（１１）との間に設けられており、かつ、複数個の光カプラ（１２）により構成されている光カプラ群と、を備え、複数個の光増幅器（１３）の各々における増幅に線形領域が使用されるものであり、かつ、複数個の光カプラ（１２）の各々が分岐比固定型である。

Description

本発明は、光増幅装置及び光ノード装置に関する。

従来、いわゆる「多方路」の光伝送による通信システム、すなわち多方路光伝送システムが開発されている。より具体的には、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システム、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システム及びＯＸＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ）システムなどが開発されている。

多方路光伝送システムは、複数個の光ノード装置を含むものである。個々の光ノード装置の内部にて、信号光の損失が発生する。かかる損失を補償する観点から、個々の光ノード装置に光増幅装置が設けられている。光増幅装置は、複数個の光増幅器を有している。また、光増幅装置は、１個以上の励起光源を有している。すなわち、励起光源により出力された励起光が光増幅器に入力されることにより、信号光が増幅される。

通常、光増幅装置内の光増幅器の個数は、当該光増幅装置を有する光ノード装置に接続される方路数に対応している。近年、多方路光伝送システムにおける方路数の増加により、個々の光ノード装置に接続される方路数が増加している。このため、光増幅装置内の光増幅器の個数が増加している。そこで、光増幅器の個数の増加に対して、励起光源の個数の増加を抑制する技術が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特許文献１記載の光増幅装置においては、励起光源（励起光源３４）と光増幅器（光増幅器３１）間に励起光分配回路（５１）が設けられている（特許文献１の図１等参照。）。特許文献２記載の光増幅装置においては、励起光源（励起レーザ光源部１０１）と光増幅器（ゲインブロック部１０３−１〜１０３−ｎ）間に可変分岐部（１０２）が設けられている（特許文献２の図１等参照。）。これにより、光増幅器の個数に比して励起光源の個数が低減されている。

特開２０１３−１２３２０５号公報 国際公開第２０１２／０５３３２０号

特許文献１記載の光増幅装置は、個々の光増幅器（光増幅器３１）における利得を制御するにあたり、励起光分配回路（５１）における分配比を変化させることがある。また、特許文献２記載の光増幅装置は、個々の光増幅器（ゲインブロック部１０３−１〜１０３−ｎ）における利得を制御するにあたり、可変分岐部（１０２）における分岐比を変化させることがある。以下、分配比及び分岐比などを総称して「分岐比等」という。

すなわち、特許文献１記載の光増幅装置における励起光分配回路（５１）は、その分配比が可変なものである。また、特許文献２記載の光増幅装置における可変分岐部（１０２）は、その分岐比が可変なものである。従来の光増幅装置においては、これらの可変構造により、当該装置の製造コストが増加する問題があった。また、従来の光増幅装置においては、これらの可変構造により、当該装置の信頼性が低下する問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光増幅装置における分岐比等の可変構造を不要とすることを目的とする。

本発明の光ノード装置は、多方路光伝送システム用の光ノード装置であって、複数個の光増幅器により構成されている光増幅器群と、１個の励起光源又は複数個の励起光源と、光増幅器群と１個の励起光源又は複数個の励起光源との間に設けられており、かつ、複数個の光カプラにより構成されている光カプラ群と、を備えた光増幅装置と、光増幅器群による出力光における波長偏差を補正する制御を実行し、波長偏差を補償することにより光増幅器群における利得偏差を補償する波長偏差補正回路と、光増幅器群に対する入力側に設けられているマルチキャストスイッチと、を備え、複数個の光増幅器の各々における増幅に線形領域が使用されるものであり、かつ、複数個の光カプラの各々が分岐比固定型であり、波長偏差補正回路は、マルチキャストスイッチにおける制御情報を用いて、波長偏差を補正する制御を実行する。

本発明によれば、上記のように構成したので、光増幅装置における分岐比等の可変構造を不要とすることができる。

実施の形態１に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。 実施の形態１に係る光増幅装置の要部を示す説明図である。 インプットレベルに対する励起光電流値を示す特性図である。 実施の形態１に係る光増幅装置に対する比較用の光増幅装置の要部を示す説明図である。 実施の形態１に係る他の光ノード装置の要部を示す説明図である。 実施の形態１に係る他の光増幅装置の要部を示す説明図である。 実施の形態２に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。 実施の形態２に係る光増幅装置の要部を示す説明図である。 時間に対する出力励起光パワーを示す特性図である。 実施の形態３に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。 実施の形態３に係る他の光ノード装置の要部を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。図１を参照して、実施の形態１に係る光ノード装置について、送信用の光ノード装置を中心に説明する。

図１に示す如く、光ノード装置２００は、Ｎ個のトランスポンダ（図中「ＴＰＮＤ」）１を有している。Ｎの値は、２以上の整数である。Ｎ個のトランスポンダ１により、トランスポンダ群（図中「ＴＰＮＤ群」）が構成されている。トランスポンダ群は、信号光を出力するものである。

トランスポンダ群に対する出力側に、マルチキャストスイッチ（図中「ＭＣＳ」）２が設けられている。マルチキャストスイッチ２は、例えば、Ｎ個の光スイッチ（図中「光ＳＷ」）３及びＭ個の光カプラ（図中「光ＣＰＬ」）４により構成されている。Ｍの値は、２以上の整数である。マルチキャストスイッチ２は、トランスポンダ群により出力された信号光に対して、方路切替えをするとともに、波長合波をするものである。

マルチキャストスイッチ２に対する出力側に、光増幅装置１００が設けられている。光増幅装置１００は、マルチキャストスイッチ２による合波後の信号光を増幅するものである。光増幅装置１００については、図２を参照して後述する。

光増幅装置１００に対する出力側に、波長選択スイッチ群（図中「ＷＳＳ群」）が設けられている。波長選択スイッチ群は、Ｍ個の波長選択スイッチ（図中「ＷＳＳ」）５により構成されている。Ｍ個の波長選択スイッチ５は、光ノード装置２００に接続されているＭ本の方路６と一対一に対応するものである。

すなわち、Ｍの値は、光ノード装置２００に接続される方路数に対応している。Ｍの値は、例えば、４に設定されている。これに対して、Ｎの値は、Ｍよりも大きい値に設定されているものであっても良く、Ｍと同等の値に設定されているものであっても良く、又はＭよりも小さい値に設定されているものであっても良い。

マルチキャストスイッチ２による合波後の信号光は、互いに異なる複数の波長成分が多重化されたものである。したがって、光増幅装置１００による増幅後の信号光は、互いに異なる複数の波長成分を含むものである。また、波長選択スイッチ群による出力光（すなわち信号光）も、互いに異なる複数の波長成分を含むものである。

光チャネルモニタ（図中「ＯＣＭ」）７は、波長選択スイッチ群による出力光に含まれる各波長成分のパワーを監視するものである。すなわち、光チャネルモニタ７は、光増幅装置１００による増幅後の信号光に含まれる各波長成分のパワーを監視するものである。

波長偏差補正回路８は、光チャネルモニタ７による監視結果に基づき、波長選択スイッチ群を用いて、光増幅装置１００による増幅後の信号光における波長偏差を補正する制御（以下「波長偏差補正制御」という。）を実行するものである。波長偏差補正回路８は、例えば、専用の処理回路により構成されている。

具体的には、例えば、波長偏差補正回路８は、光増幅装置１００による増幅後の信号光に含まれる複数の波長成分のうち、他の波長成分に比して高いパワーを有する波長成分を検出する。波長偏差補正回路８は、波長選択スイッチ群における当該検出された波長成分の損失が他の波長成分の損失に比して大きくなるように、個々の波長選択スイッチ５における損失値を設定する。これにより、波長偏差が補正される。

トランスポンダ群、マルチキャストスイッチ２、光増幅装置１００、波長選択スイッチ群、光チャネルモニタ７及び波長偏差補正回路８により、光ノード装置２００の要部が構成されている。光ノード装置２００は、多方路光伝送システムに用いられるものである。具体的には、例えば、光ノード装置２００は、ＯＸＣシステムに用いられるものである。

次に、図２を参照して、光増幅装置１００について説明する。

図２に示す如く、光増幅装置１００は、励起光源１１を有している。励起光源１１は、励起光を出力するものである。

励起光源１１に対する出力側に、光カプラ群（図中「光ＣＰＬ群」）が設けられている。光カプラ群は、複数個の光カプラ１２により構成されている。個々の光カプラ１２は、分岐比固定型の光カプラにより構成されている。光カプラ群は、励起光源１１により出力された励起光を分割するものである。光カプラ群は、当該分割された励起光を光増幅器群（図中「光ＡＭＰ群」）に供給するものである。すなわち、光カプラ群における励起光の分割数は、Ｍの値に応じて異なるものである。したがって、光カプラ群における光カプラ１２の個数も、Ｍの値に応じて異なるものである。

光増幅器群は、Ｍ個の光増幅器（図中「光ＡＭＰ」）１３により構成されている。Ｍ個の光増幅器１３は、Ｍ個の光カプラ４とＭ個の波長選択スイッチ５との間にそれぞれ設けられている。

個々の光増幅器１３は、光カプラ２１を有している。光カプラ２１は、対応する光増幅器１３に入力された信号光と、対応する光増幅器１３に入力された励起光とを合成するものである。

個々の光増幅器１３は、線形エルビウム添加光ファイバ（以下「線形ＥＤＦ」と記載する。）２２を有している。すなわち、線形ＥＤＦ２２は、エルビウム添加光ファイバ（以下「ＥＤＦ」と記載する。）により構成されている。線形ＥＤＦ２２は、光カプラ２１による励起光合成後の信号光を増幅するものである。ここで、線形ＥＤＦ２２による信号光の増幅は、いわゆる「線形領域」を使用するものである。これにより、線形ＥＤＦ２２に入力される励起光のパワーが一定であるとき、線形ＥＤＦ２２による増幅の利得が一定となるものである。

フォトダイオード（図中「ＰＤ」）１４は、励起光源１１による出力光のパワーに対応する電流を出力するものである。以下、励起光源１１による出力光のパワーを「出力励起光パワー」という。

定電流制御回路１５は、フォトダイオード１４を用いて、出力励起光パワーに対応する電流値を検出するものである。定電流制御回路１５は、励起光源１１に供給される電流（以下「励起電流」という。）を制御することにより、フォトダイオード１４による検出値を一定又は略一定にする制御（以下「定電流制御」という。）を実行するものである。すなわち、定電流制御は、出力励起光パワーを一定又は略一定にする制御である。定電流制御回路１５は、例えば、専用の処理回路により構成されている。

以下、一定及び略一定を総称して単に「一定」という。すなわち、本願の請求の範囲に記載された「一定」の用語の意義は、完全に一定な状態はもちろんのこと、略一定な状態も包含するものである。

励起光源１１、光カプラ群、光増幅器群、フォトダイオード１４及び定電流制御回路１５により、光増幅装置１００の要部が構成されている。

ここで、上記のとおり、線形ＥＤＦ２２による信号光の増幅は、線形領域を使用するものである。換言すれば、個々の光増幅器１３における信号光の増幅は、線形領域を使用するものである。これにより、個々の光増幅器１３に入力される励起光のパワー（以下「入力励起光パワー」という。）Ｐｐが一定であるとき、個々の光増幅器１３における利得ｇ（Ｐｉ）が一定となる。

上記のとおり、定電流制御回路１５が定電流制御を実行することにより、出力励起光パワーが一定となる。個々の光カプラ１２における分岐比が固定されているため、出力励起光パワーが一定となることにより、入力励起光パワーＰｐも一定となる。この結果、利得ｇ（Ｐｉ）も一定となる。

以下、線形領域における増幅の実現方法について説明する。仮に、線形ＥＤＦ２２に代えて通常のＥＤＦが設けられている場合、利得ｇ（Ｐｉ）は、個々の光増幅器１３に入力される信号光のパワー（以下「入力信号光パワー」という。）Ｐｉに応じて変動する。入力信号光パワーＰｉが大きくなることにより、利得ｇ（Ｐｉ）が飽和する。このとき、利得ｇ（Ｐｉ）は、以下の式（１）により表される。また、飽和励起光パワーＰｓは、以下の式（２）により表される。

式（１）におけるｇ_０は、未飽和利得を示している。式（２）におけるｆは、信号光の周波数を示している。式（２）におけるσは、信号光の吸収断面積を示している。式（２）におけるτは、基準順位におけるイオンの寿命時間を示している。

式（１）及び式（２）に示す如く、入力信号光パワーＰｉに対して飽和励起光パワーＰｓを十分に大きくすることにより、以下の式（３）に示す条件を満たす領域における増幅を実現することができる。すなわち、入力信号光パワーＰｉに対して入力励起光パワーＰｐを十分に大きくすることにより、線形領域における増幅を実現することができる。

ただし、線形領域における増幅を実現するために要求される入力励起光パワーＰｐは、波長に応じて異なる値となる。例えば、１５５０ナノメートル（以下「ｎｍ」と記載する。）帯域においては、入力信号光パワーＰｉに対して２０倍以上の入力励起光パワーＰｐが要求される。また、例えば、１６００ｎｍ帯域においては、入力信号光パワーＰｉに対して５００倍以上の入力励起光パワーＰｐが要求される。

このため、光増幅器群においては、個々の光増幅器１３に要求される利得ｇ（ｐｉ）に対して、数デシベル（以下「ｄＢ」と記載する。）程度の利得偏差が発生する。波長偏差補正回路８による波長偏差補正制御は、かかる利得偏差を補償するために実行されるものである。

利得ｇ（Ｐｉ）は、例えば、マルチキャストスイッチ２における信号光の損失量に応じた値に設定される。この場合、光増幅装置１００が信号光を増幅することにより、マルチキャストスイッチ２の内部にて発生した信号光の損失が補償される。

例えば、マルチキャストスイッチ２が１６波長の合波をするものである場合、マルチキャストスイッチ２の内部にて１３ｄＢ程度の損失が発生する。また、この場合、波長偏差補正制御にて２ｄＢ程度の損失値が用いられる。このため、利得ｇ（Ｐｉ）は、１５ｄＢ程度の値に設定される。

図３は、入力信号光パワーＰｉのレベル（以下「インプットレベル」という。）に対する、入力励起光パワーＰｐに対応する電流値（以下「励起光電流値」という。）を示す特性図である。図３における特性線Ｉは、１６００ｎｍ帯域にて１５ｄＢの利得ｇ（Ｐｉ）を実現可能な入力信号光パワーＰｉの範囲のシミュレーション結果を示している。

図３に示す如く、励起光電流値が３００ミリアンペア（以下「ｍＡ」と記載する。）である場合、入力信号光パワーＰｉが−５デシベルミリワット（以下「ｄＢｍ」と記載する。）までの範囲にて、１５ｄＢの利得ｇ（ｐｉ）を実現することができる。

近年、１３００ｍＡの励起電流により安定的に動作する励起光源が安価に提供されている。かかる励起光源を用いることにより、例えば、１個の励起光源１１を用いて、４個の光増幅器１３の各々における１５ｄＢの利得ｇ（Ｐｉ）を実現することができる。

次に、図４を参照して、光増幅装置１００に対する比較用の光増幅装置１００’について説明する。

図４に示す如く、光増幅装置１００’は、励起光源１１’、複数個の光カプラ１２’、Ｍ個の光増幅器１３’、及びフォトダイオード１４’を有している。個々の光増幅器１３’は、光カプラ２１’及びＥＤＦ２２’を有している。これらの部材は、光増幅装置１００における対応する部材と同様であるため、説明を省略する。ただし、個々の光カプラ１２’は、分岐比可変型の光カプラにより構成されている。また、ＥＤＦ２２’は、通常のＥＤＦにより構成されている。

ここで、ＥＤＦ２２’による信号光の増幅は、いわゆる「飽和領域」を使用するものである。換言すれば、個々の光増幅器１３’における信号光の増幅は、飽和領域を使用するものである。したがって、個々の光増幅器１３’における利得ｇ（Ｐｉ）を一定にするために、個々の光増幅器１３’に対する入力信号光パワーＰｉに応じて、個々の光増幅器１３’に対する入力励起光パワーＰｐを調整することが求められる。

そこで、個々の光増幅器１３’における信号光の入力部に、フォトダイオード２３’が設けられている。個々の光増幅器１３’における信号光の出力部に、フォトダイオード２４’が設けられている。個々の光カプラ１２’に対する出力側に、フォトダイオード３１が設けられている。

フィードバック制御回路３２は、フォトダイオード２３’を用いて、個々の光増幅器１３’の入力部における信号光のパワーを検出する。フィードバック制御回路３２は、フォトダイオード２４’を用いて、個々の光増幅器１３’の出力部における信号光のパワーを検出する。フィードバック制御回路３２は、これらの検出値を用いて、個々の光増幅器１３’における利得ｇ（Ｐｉ）を検出する。

また、フィードバック制御回路３２は、フォトダイオード１４’を用いて、励起光源１１’による出力励起光パワーを検出する。フィードバック制御回路３２は、フォトダイオード３１を用いて、個々の光カプラ１２’による出力光のパワーを検出する。

フィードバック制御回路３２は、これらの検出値を用いて、個々の光カプラ１２’における分岐比を制御するとともに、励起光源１１’に対する励起電流を制御することにより、個々の光増幅器１３’における利得ｇ（Ｐｉ）を一定にする制御（以下「定利得制御」という。）を実行する。すなわち、定利得制御は、いわゆる「フィードバック制御」によるものである。

このように、光増幅装置１００’においては、フィードバック制御用のフォトダイオード２３’，２４’，３１が設けられている。また、光増幅装置１００’においては、個々の光カプラ１２’が分岐比可変型の光カプラにより構成されている。これにより、光増幅装置１００’の製造コストが増加する問題があった。また、光増幅装置１００’の信頼性が低下する問題があった。

これに対して、光増幅装置１００においては、フィードバック制御用のフォトダイオード２３’， ２４’，３１が不要である。また、光増幅装置１００においては、個々の光カプラ１２が分岐比固定型の光カプラにより構成されている。これにより、光増幅装置１００’に比して、光増幅装置１００の製造コストを低減することができる。また、光増幅装置１００’に比して、光増幅装置１００の信頼性を向上することができる。

次に、図５を参照して、光ノード装置２００の変形例について説明する。

図５に示す如く、光ノード装置２００は、Ｌ個のトランスポンダ群、Ｌ個のマルチキャストスイッチ２、及びＬ個の光増幅装置１００を有するものであっても良い。Ｌの値は、２以上の整数である。

次に、図６を参照して、光増幅装置１００の変形例について説明する。

図６に示す如く、個々の光増幅器１３は、フォトダイオード２３’と同様のフォトダイオード２３を有するものであっても良い。これにより、個々の光増幅器１３に入力された信号光のパワーが検出されるものであっても良い。

また、個々の光増幅器１３は、フォトダイオード２４’と同様のフォトダイオード２４を有するものであっても良い。これにより、個々の光増幅器１３により出力される信号光のパワーが検出されるものであっても良い。

このような場合であっても、フォトダイオード３１を不要とすることができる。また、光カプラ群における分岐比等の可変構造を不要とすることができる。この結果、光増幅装置１００’に比して、光増幅装置１００の製造コストを低減することができる。また、光増幅装置１００’に比して、光増幅装置１００の信頼性を向上することができる。

以上のように、光増幅装置１００は、多方路光伝送システム用の光増幅装置１００であって、複数個の光増幅器１３により構成されている光増幅器群と、１個の励起光源１１と、光増幅器群と１個の励起光源１１との間に設けられており、かつ、複数個の光カプラ１２により構成されている光カプラ群と、を備え、複数個の光増幅器１３の各々における増幅に線形領域が使用されるものであり、かつ、複数個の光カプラ１２の各々が分岐比固定型である。線形領域を使用することにより、光カプラ群における分岐比等の可変構造を不要とすることができる。この結果、光増幅装置１００の製造コストを低減することができる。また、光増幅装置１００の信頼性を向上することができる。

また、光増幅装置１００は、１個の励起光源１１による出力光のパワーに対応する電流値を一定にする制御を実行する定電流制御回路１５を備え、電流値が一定に制御されることにより、複数個の光増幅器１３の各々における利得が一定に制御されるものである。定電流制御により、利得ｇ（ｐｉ）を一定にすることができる。

また、定電流制御回路１５は、フォトダイオード１４を用いて電流値を検出する。これにより、定電流制御を実現することができる。

また、複数個の光増幅器１３の各々は、増幅用のＥＤＦ（線形ＥＤＦ２２）を有し、ＥＤＦ（線形ＥＤＦ２２）による増幅に線形領域が使用されるものである。ＥＤＦを用いることにより、広帯域に亘り高利得かつ低雑音な増幅を容易に実現することができる。また、偏波無依存の増幅を容易に実現することができる。

また、光ノード装置２００は、光増幅装置１００と、光増幅器群による出力光における波長偏差を補正する制御を実行する波長偏差補正回路８と、を備え、波長偏差が補正されることにより、光増幅器群における利得偏差が補償されるものである。波長偏差補正制御により、光増幅器群における利得偏差を補償することができる。

また、光ノード装置２００は、光増幅器群に対する出力側に設けられている波長選択スイッチ群を備え、波長偏差補正回路８は、波長選択スイッチ群を用いて、波長偏差を補正する制御を実行する。これにより、波長偏差補正制御を実現することができる。

また、波長選択スイッチ群は、複数個の波長選択スイッチ５により構成されており、波長偏差補正回路８は、複数個の波長選択スイッチ５の各々における損失値を設定することにより、波長偏差を補正する制御を実行する。これにより、波長偏差補正制御を実現することができる。

また、光増幅器群による出力光は、互いに異なる複数の波長成分を含み、光ノード装置２００は、複数の波長成分の各々のパワーを監視する光チャネルモニタ７を備え、波長偏差補正回路８は、光チャネルモニタ７による監視結果に基づき、波長偏差を補正する制御を実行する。これにより、波長偏差補正制御を実現することができる。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。図７を参照して、実施の形態２に係る光ノード装置について、送信用の光ノード装置を中心に説明する。なお、図７において、図１に示す構成部材と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

図７に示す如く、光ノード装置２００ａは、光増幅装置１００ａを有している。トランスポンダ群、マルチキャストスイッチ２、光増幅装置１００ａ、波長選択スイッチ群、光チャネルモニタ７及び波長偏差補正回路８により、光ノード装置２００ａの要部が構成されている。

次に、図８を参照して、光増幅装置１００ａについて説明する。なお、図８において、図２に示す構成部材と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

図８に示す如く、光増幅装置１００ａは、複数個の励起光源１１を有している。光増幅装置１００ａにおける励起光源１１の個数は、光増幅装置１００ａにおける光増幅器１３の個数よりも少ない。具体的には、例えば、光増幅装置１００ａは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２を有している。複数個の励起光源１１により、励起光源群が構成されている。励起光源群は、励起光を出力するものである。

光カプラ１６は、複数個の励起光源１１により出力された励起光を合成するものである。光カプラ１６は、分岐比固定型の光カプラにより構成されている。複数個の光カプラ１２は、光カプラ１６による合成後の励起光を分割するものである。複数個の光カプラ１２は、当該分割された励起光を光増幅器群に供給するものである。これらの光カプラ１２，１６により、光カプラ群が構成されている。

フォトダイオード１４ａは、光カプラ１６による出力光のパワーに対応する電流を出力するものである。すなわち、フォトダイオード１４ａは、励起光源群による出力励起光パワーに対応する電流を出力するものである。

定電流制御回路１５ａは、フォトダイオード１４ａを用いて、定電流制御回路１５による定電流制御と同様の定電流制御を実行するものである。ただし、定電流制御回路１５ａは、複数個の励起光源１１に対する励起電流が互いに同等となるように制御する。具体的には、例えば、定電流制御回路１５ａは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２に対する励起電流が互いに同等となるように制御する。

通常、個々の励起光源１１による出力励起光パワーは、励起電流に応じた値となる。このため、励起電流が一定である場合、出力励起光パワーも一定となる。しかしながら、個々の励起光源１１の経年劣化などにより、複数個の励起光源１１のうちの一部の励起光源１１にて、励起電流に対する出力励起光パワーの低下が発生することがある。このとき、複数個の励起光源１１のうちの残余の励起光源１１を用いて、出力励起光パワーの低下を容易に補償することができる。

図９は、時間に対する出力励起光パワーを示す特性図である。図９における特性線ＩＩは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２のうちの一方の励起光源１１＿１による出力励起光パワーを示している。また、特性線ＩＩＩは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２のうちの他方の励起光源１１＿２による出力励起光パワーを示している。また、特性線ＩＶは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２を含む励起光源群による出力励起光パワーを示している。すなわち、特性線ＩＶは、光カプラ１６による出力光のパワーに対応している。

図９に示す如く、光カプラ１６による出力光のパワー（図中ＩＶ）は、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）と励起光源１１＿２による出力励起光パワー（図中ＩＩＩ）との合計値となる。時刻Ｔ１にて、励起光源１１＿１の故障が発生することにより、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）が低下したものとする。これにより、光カプラ１６による出力光のパワー（図中ＩＶ）も低下する。

そこで、定電流制御回路１５ａは、２個の励起光源１１＿１，１１＿２の各々に対する励起電流を同程度増加させる。これにより、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）及び励起光源１１＿２による出力励起光パワー（図中ＩＩＩ）の各々が同程度上昇する。この結果、光カプラ１６による出力光のパワー（図中ＩＶ）が増加する。

時刻Ｔ２にて、光カプラ１６による出力光のパワー（図中ＩＶ）が時刻Ｔ１以前の値と同等の値となる。このようにして、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）の低下が補償される。

例えば、時刻Ｔ１にて、フォトダイオード１４ａを用いて、１００ｍＡ分の出力励起光パワーの低下が検出されたものとする。この場合、定電流制御回路１５ａは、励起光源１１＿１に対する励起電流を５０ｍＡ増加させるとともに、励起光源１１＿２に対する励起電流を５０ｍＡ増加させる。これにより、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）が５０ｍＡ分増加するとともに、励起光源１１＿２による出力励起光パワー（図中ＩＩＩ）が５０ｍＡ分増加する。この結果、励起光源群による出力励起光パワー（図中ＩＶ）が１００ｍＡ分増加して、光カプラ１６による出力光のパワーも１００ｍＡ分増加する。これにより、励起光源１１＿１による出力励起光パワー（図中ＩＩ）の低下が補償される。

なお、光ノード装置２００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、光ノード装置２００ａは、Ｌ個のトランスポンダ群、Ｌ個のマルチキャストスイッチ２、及びＬ個の光増幅装置１００ａを有するものであっても良い。

また、光増幅装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、個々の光増幅器１３は、フォトダイオード２３，２４を有するものであっても良い。

以上のように、光増幅装置１００ａは、多方路光伝送システム用の光増幅装置１００ａであって、複数個の光増幅器１３により構成されている光増幅器群と、複数個の励起光源１１と、光増幅器群と複数個の励起光源１１との間に設けられており、かつ、複数個の光カプラ１２，１６により構成されている光カプラ群と、を備え、複数個の光増幅器１３の各々における増幅に線形領域が使用されるものであり、かつ、複数個の光カプラ１２，１６の各々が分岐比固定型である。線形領域を使用することにより、光カプラ群における分岐比等の可変構造を不要とすることができる。この結果、光増幅装置１００ａの製造コストを低減することができる。また、光増幅装置１００ａの信頼性を向上することができる。また、複数個の励起光源１１を用いることにより、光増幅装置１００ａの信頼性を更に向上することができる。

また、光増幅装置１００ａは、複数個の励起光源１１による出力光のパワーに対応する電流値を一定にする制御を実行する定電流制御回路１５ａを備え、電流値が一定に制御されることにより、複数個の光増幅器１３の各々における利得が一定に制御されるものである。定電流制御により、利得ｇ（Ｐｉ）を一定にすることができる。

また、定電流制御回路１５ａは、フォトダイオード１４ａを用いて電流値を検出する。これにより、定電流制御を実現することができる。

また、光増幅装置１００ａは、複数個の励起光源１１を備え、複数個の励起光源１１の個数は、複数個の光増幅器１３の個数よりも少ない。励起光源１１の個数を低減することにより、光増幅装置１００ａの製造コストを更に低減することができる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る光ノード装置の要部を示す説明図である。図１０を参照して、実施の形態３に係る光ノード装置について、送信用の光ノード装置を中心に説明する。なお、図１０において、図１に示す構成部材と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１０に示す如く、光ノード装置２００ｂは、波長偏差補正回路８ａを有している。波長偏差補正回路８ａは、例えば、専用の処理回路により構成されている。トランスポンダ群、マルチキャストスイッチ２、光増幅装置１００、波長選択スイッチ群及び波長偏差補正回路８ａにより、光ノード装置２００ｂの要部が構成されている。

波長偏差補正回路８ａは、マルチキャストスイッチ２における制御用の情報（以下「制御情報」という。）を取得するものである。波長偏差補正回路８ａは、当該取得された制御情報を用いて、波長偏差補正回路８による波長偏差補正制御と同様の波長偏差補正制御を実行するものである。

すなわち、マルチキャストスイッチ２における制御情報は、Ｎ個の光スイッチ３による方路切替えの状態、及びＭ個の光カプラ４による波長合波の状態などを示すものである。波長偏差補正回路８ａは、制御情報を用いて、個々の光増幅器１３に入力される信号光に含まれる波長成分を判定する。ここで、個々の光増幅器１３に入力される信号光における波長成分は、個々の光増幅器１３より出力される信号光における波長成分、すなわち個々の光増幅器１３による増幅後の信号光における波長成分に対応している。

そこで、波長偏差補正回路８ａには、個々の光増幅器１３に入力される信号光に含まれる波長成分と、波長偏差補正制御における補正量、すなわち個々の波長選択スイッチ５における損失値との対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。波長偏差補正回路８ａは、当該記憶されているテーブルを用いて、上記判定の結果に基づき、波長偏差補正回路８による設定方法と同様の設定方法により、個々の波長選択スイッチ５における損失値を設定する。これにより、波長偏差が補正される。

このように、マルチキャストスイッチ２における制御情報を用いることにより、光チャネルモニタ７を不要とすることができる。これにより、光ノード装置２００ｂの製造コストを更に低減することができる。

なお、図１１に示す如く、光ノード装置２００ｂは、光増幅装置１００に代えて光増幅装置１００ａを有するものであっても良い。

また、光ノード装置２００ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、光ノード装置２００ｂは、Ｌ個のトランスポンダ群、Ｌ個のマルチキャストスイッチ２、及びＬ個の光増幅装置１００を有するものであっても良い。または、例えば、光ノード装置２００ｂは、Ｌ個のトランスポンダ群、Ｌ個のマルチキャストスイッチ２、及びＬ個の光増幅装置１００ａを有するものであっても良い。

また、光増幅装置１００は、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。また、光増幅装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、個々の光増幅器１３は、フォトダイオード２３，２４を有するものであっても良い。

以上のように、光ノード装置２００ｂは、光増幅器群に対する入力側に設けられているマルチキャストスイッチ２を備え、波長偏差補正回路８ａは、マルチキャストスイッチ２における制御情報を用いて、波長偏差を補正する制御を実行する。マルチキャストスイッチ２における制御情報を用いることにより、光チャネルモニタ７を不要とすることができる。この結果、光ノード装置２００ｂの製造コストを更に低減することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本発明の光増幅装置及び光ノード装置は、多方路光伝送システムに用いることができる。

１ トランスポンダ、２ マルチキャストスイッチ、３ 光スイッチ、４ 光カプラ、５ 波長選択スイッチ、６ 方路、７ 光チャネルモニタ、８，８ａ 波長偏差補正回路、１１ 励起光源、１２ 光カプラ、１３ 光増幅器、１４，１４ａ フォトダイオード、１５，１５ａ 定電流制御回路、１６ 光カプラ、２１ 光カプラ、２２ 線形エルビウム添加光ファイバ（線形ＥＤＦ）、２３ フォトダイオード、２４ フォトダイオード、１００，１００ａ 光増幅装置、２００，２００ａ，２００ｂ 光ノード装置。

Claims (7)

1. 多方路光伝送システム用の光ノード装置であって、
   複数個の光増幅器により構成されている光増幅器群と、１個の励起光源又は複数個の励起光源と、前記光増幅器群と前記１個の励起光源又は前記複数個の励起光源との間に設けられており、かつ、複数個の光カプラにより構成されている光カプラ群とを備えた光増幅装置と、
   前記光増幅器群による出力光における波長偏差を補正する制御を実行し、前記波長偏差を補償することにより前記光増幅器群における利得偏差を補償する波長偏差補正回路と、
   前記光増幅器群に対する入力側に設けられているマルチキャストスイッチと
   を備え、
   前記複数個の光増幅器の各々における増幅に線形領域が使用されるものであり、かつ、前記複数個の光カプラの各々が分岐比固定型であり、
   前記波長偏差補正回路は、前記マルチキャストスイッチにおける制御情報を用いて、前記波長偏差を補正する制御を実行することを特徴とする光ノード装置。
2. 前記光増幅装置は、前記１個の励起光源又は前記複数個の励起光源による出力光のパワーに対応する電流値を一定にする制御を実行する定電流制御回路を備え、
   前記電流値が一定に制御されることにより、前記複数個の光増幅器の各々における利得が一定に制御されるものである
   ことを特徴とする請求項１記載の光ノード装置。
3. 前記定電流制御回路は、フォトダイオードを用いて前記電流値を検出することを特徴とする請求項２記載の光ノード装置。
4. 前記複数個の光増幅器の各々は、増幅用の光ファイバを有し、
   前記光ファイバは、エルビウム添加光ファイバにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の光ノード装置。
5. 前記光増幅装置は、前記複数個の励起光源を備え、
   前記複数個の励起光源の個数は、前記複数個の光増幅器の個数よりも少ない
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の光ノード装置。
6. 前記光増幅器群に対する出力側に設けられている波長選択スイッチ群を備え、
   前記波長偏差補正回路は、前記波長選択スイッチ群を用いて、前記波長偏差を補正する制御を実行する
   ことを特徴とする請求項５記載の光ノード装置。
7. 前記波長選択スイッチ群は、複数個の波長選択スイッチにより構成されており、
   前記波長偏差補正回路は、前記複数個の波長選択スイッチの各々における損失値を設定することにより、前記波長偏差を補正する制御を実行する
   ことを特徴とする請求項６記載の光ノード装置。

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