JPH09261205A - 波長分割多重が適用されるシステム及び光パワー制御装置 - Google Patents

波長分割多重が適用されるシステム及び光パワー制御装置

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JPH09261205A
JPH09261205A JP8061231A JP6123196A JPH09261205A JP H09261205 A JPH09261205 A JP H09261205A JP 8061231 A JP8061231 A JP 8061231A JP 6123196 A JP6123196 A JP 6123196A JP H09261205 A JPH09261205 A JP H09261205A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はＷＤＭ（波長分割多重）が適用され
るシステム及び光パワー制御装置に関し、ＷＤＭ信号光
における所望のパワーの相対性を得ることを課題とす
る。 【解決手段】 複数の光送信機１２と、ＷＤＭ信号光を
生成する光マルチプレクサ１８と、ＷＤＭ信号光を分岐
する光ビームスプリッタ３２と、ＷＤＭ信号光のスペク
トルをモニタリングする手段３４と、モニタリングされ
たスペクトルに基づき例えば各光送信機１２を制御する
制御回路３６とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に波長分割
多重が適用されるシステム及び光パワー制御装置に関
し、更に詳しくは波長分割多重信号光のスペクトルのモ
ニタリングに基づく制御のためのシステム及び装置に関
する。
【０００２】光通信システムの大容量化を図るための技
術として、波長分割多重（Wavelength-Division Multip
lexing: ＷＤＭ）に関する研究が盛んに行われている。
ＷＤＭとエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）と
を組み合わせることにより、大容量で且つ長距離の光通
信システムを構築することができる。
【０００３】
【従来の技術】従来、送信局と、受信局と、送信局及び
受信局間に敷設される光伝送路とを備えた光通信システ
ムが知られている。このシステムにＷＤＭが適用される
場合、送信局は、互いに異なる波長の信号光ビームをそ
れぞれ出力する複数の光送信機と、これらの信号光ビー
ムを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこのＷＤＭ
信号光を出力する光マルチプレクサとを含む。
【０００４】光マルチプレクサは少なくとも１つの出力
ポートを有しており、これにより出力されたＷＤＭ信号
光を少なくとも１回線の光伝送路へ送出することができ
る。このようにＷＤＭが適用されるシステムにおいて
は、１回線あたりの伝送容量が増大するので、光通信シ
ステムの大容量化が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＷＤＭが適用されるシ
ステムにおいては、各光送信機から光伝送路までの損失
がばらつくので、光伝送路へ送出されるＷＤＭ信号光に
おいて所望のパワーの相対性を得ることができないとい
う問題がある。
【０００６】一方、光伝送路の途中にＥＤＦＡを有する
光中継器が設けられている場合には、送信局でプリエン
ファシスを行うために、ＷＤＭ信号光における所望のパ
ワーの相対性を得ることが要求される。
【０００７】よって、本発明の目的は、ＷＤＭ信号光に
おける所望のパワーの相対性を得ることができるシステ
ムを提供することにある。本発明の他の目的は、このよ
うなシステムに適用可能な光パワー制御装置を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の側面によると、
受信局に適合する送信局を有するシステムが提供され
る。送信局は、互いに異なる波長の信号光ビームをそれ
ぞれ出力する複数の光送信機と、該信号光ビームをそれ
ぞれ受ける複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力
ポートを有し上記信号光ビームを波長分割多重してＷＤ
Ｍ信号光を生成しこれを上記出力ポートから出力する光
マルチプレクサと、該光マルチプレクサの出力ポートに
動作的に接続され上記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分
岐光に分岐する光ビームスプリッタと、上記第１の分岐
光を受け上記各信号光ビームの波長を含む帯域における
上記第１の分岐光のスペクトルをモニタリングする手段
と、該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各信
号光ビームのパワーが依存するパラメータを制御して上
記ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が一定に保たれ
るようにする制御手段とを備える。そして、上記第２の
分岐光が上記送信局から出力される。
【０００９】本発明の他の側面によると、それぞれ制御
信号を受ける制御ポートを有し互いに異なる波長の信号
光ビームを受けてそのパワーを上記制御信号に基づいて
変化させて出力する複数の光パワー可変器と、該各光パ
ワー可変器からの信号光ビームを波長分割多重してＷＤ
Ｍ信号光を生成しこれを出力する光マルチプレクサと、
上記ＷＤＭ信号光を受けこれを第１及び第２の分岐光に
分岐する光ビームスプリッタと、上記第１の分岐光を受
けそのスペクトルをモニタリングする手段と、該モニタ
リングされたスペクトルに基づき上記各制御信号を制御
して上記ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が一定に
保たれるようにする制御手段とを備えた光パワー制御装
置が提供される。
【００１０】本発明の更に他の側面によると、互いに異
なる波長を有する複数チャネルの信号光ビームを波長分
割多重してなるＷＤＭ信号光を出力する第１の端局と、
該ＷＤＭ信号光を受ける第２の端局と、該第１の端局及
び該第２の端局間に敷設される光伝送路とを備え、上記
第２の端局は受けたＷＤＭ信号光に基づき各チャネルの
信号対雑音比をモニタリングする手段を有し、上記光伝
送路は、上記ＷＤＭ信号光を上記第１の端局から上記第
２の端局へ伝送するための第１の回線と、上記モニタリ
ングされた信号対雑音比に関する監視信号を上記第２の
端局から上記第１の端局へ伝送するための第２の回線と
を含み、上記第１の端局は上記監視信号を受けこれに基
づき上記第２の端局における各チャネルの信号対雑音比
が等しくなるように上記各信号光ビームのパワーを制御
する手段を含むシステムが提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の望ましい実施形態を説明する。図１は本発明を適用可
能な光通信システムのブロック図である。このシステム
は、ＷＤＭ信号光を出力する送信局２と、ＷＤＭ信号光
を伝送する光ファイバ伝送路４と、ＷＤＭ信号光を受け
る受信局６とを備えている。
【００１２】光ファイバ伝送路４の途中には、ＷＤＭ信
号光を増幅する光増幅器８を含む光中継器１０が複数設
けられている。雑音発生等に関する説明の便宜上、各光
増幅器８はＥＤＦＡであるとする。
【００１３】図２は送信局の従来例を示すブロック図で
ある。この送信局は、互いに異なる波長の信号光ビーム
をそれぞれ出力するｍ（ｍは１よりも大きい自然数）台
の光送信機１２（＃１〜＃ｍ）を有している。光送信機
１２（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ第１チャネル（ｃｈ．
１）から第ｍチャネル（ｃｈ．ｍ）に対応している。ま
た、光送信機１２（＃１〜＃ｍ）から出力される信号光
の波長はそれぞれλ１〜λｍに設定されている。
【００１４】光送信機１２（＃１〜＃ｍ）は、それぞ
れ、与えられた波長を有するキャリア光を発生するレー
ザダイオード１４（＃１〜＃ｍ）と、主信号に基づきキ
ャリア光を変調して信号光ビームを出力する光変調器１
６（＃１〜＃ｍ）とを有している。
【００１５】ｃｈ．１からｃｈ．ｍの信号光ビームは、
光マルチプレクサ１８において波長分割多重され、ＷＤ
Ｍ信号光として光ファイバ伝送路４へ送出される。図３
の（Ａ）及び図３の（Ｂ）を参照すると、ＷＤＭ信号光
の伝送前後におけるスペクトルの変化の例が示されてい
る。図３の（Ａ）は伝送前のスペクトル、即ち送信局２
が出力するＷＤＭ信号光のスペクトルを示している。こ
こでは、各チャネルの信号光ビームのパワーが等しいも
のとする。
【００１６】図３の（Ｂ）は伝送後のスペクトル、即ち
受信局６が受けるＷＤＭ信号光に関するスペクトルを示
している。各光増幅器８において増幅された自然放出光
（Amplified Spontaneous Emisson ：ＡＳＥ）がＷＤＭ
信号光に累積的に付加される結果、比較的なだらかなＡ
ＳＥのスペクトルに各チャネルの鋭い信号光のスペクト
ルが重畳されている。
【００１７】ここで、縦軸のスペクトル密度が対数表示
である場合、信号光パワーとＡＳＥパワーのレベル差は
光ＳＮＲに対応する。光ＳＮＲの「ＳＮＲ」は信号対雑
音比の略であり、信号光を光／電気変換した後の信号対
雑音比は電気ＳＮＲ又は単にＳＮＲと称される。光ＳＮ
Ｒ及び電気ＳＮＲは伝送品質を決定する重要なパラメー
タである。
【００１８】ＷＤＭ信号光を伝送する場合における技術
的課題として、以下の２点が挙げられる。第１に、ある
チャネルに対する光増幅器の利得及びＡＳＥのパワー
は、そのチャネルの信号光ビームのパワーだけでなく他
チャネルの信号光ビームのパワーにも依存する。それ
故、ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が送信局で変
化すると、各チャネルの伝送後の信号光パワー及び光Ｓ
ＮＲはその影響を受けて変動する。
【００１９】従って、安定した伝送特性（受信局におけ
る電気ＳＮＲ及び符号誤り率等）を得るためには、ＷＤ
Ｍ信号光のトータルパワーだけでなくパワーの相対性に
ついても制御を行うことが望ましい。
【００２０】今、図２により説明した送信局を想定す
る。送信局が大規模になると、各光送信機１２はそれぞ
れ別の場所に配置され、各光送信機１２と光マルチプレ
クサ１８の間は記号ＯＣで示されるように光コネクタに
より接続されることとなる。
【００２１】また、光マルチプレクサ１８の後ろに偏波
スクランブラや監視信号重畳用外部変調器等の偏波依存
性デバイスを記号ＰＤＤで示されるように配置する場合
には、各光送信機１２と偏波依存性デバイスとの間の光
配線には偏波保持ファイバが用いられる。
【００２２】このような送信局においては、光マルチプ
レクサ１８の損失、光コネクタの接続損失及び偏波依存
性デバイスの損失等による信号光ビームの損失量は、チ
ャネル毎に異なる。また、これらの損失は偏波状態の変
化に伴って変動する。
【００２３】従って、各光送信機１２が出力パワーにつ
いての自動レベル制御（ＡＬＣ）の機能を有していると
しても、前述の損失のばらつきにより、送信局から出力
されるＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が変動す
る。このことは、伝送特性の不安定を引き起こす原因と
なる。
【００２４】第２に、光増幅器８における利得及びＡＳ
Ｅパワーはチャネル毎に異なるため、図３の（Ａ）に示
されるように伝送前の信号光ビームのパワーを各チャネ
ルで等しい値に設定したとしても、伝送後におけるＷＤ
Ｍ信号光のパワーの相対性及び光ＳＮＲはチャネル毎に
異なってしまう（図３の（Ｂ））。その結果、チャネル
毎に異なった伝送特性が得られる。
【００２５】このような伝送特性のアンバランスはシス
テム運用上好ましくないので、これを回避するためにプ
リエンファシスと称される手法が提案されている。図４
の（Ａ）及び図４の（Ｂ）はプリエンファシスを行った
場合の伝送前後のスペクトルの変化を示している。図４
の（Ｂ）に示されるように伝送後にチャネル毎に等しい
光ＳＮＲが得られるように、伝送前に図４の（Ａ）に示
されるように信号光ビームのパワーをチャネル毎に異な
る値に設定するものである。
【００２６】プリエンファシスの１つの方法は例えば以
下の各ステップを含む。 （ａ）各信号光ビームのパワーを初期値に設定する。 （ｂ）チャネル毎に伝送特性（例えば受信局における電
気ＳＮＲ：Ｑ値）を測定する。
【００２７】（ｃ）相対的に悪い電気ＳＮＲに対応する
チャネルの信号光ビームのパワーを増大させ逆に相対的
に良好な電気ＳＮＲに対応するチャネルの信号光ビーム
のパワーを減少させる。
【００２８】（ｄ）各チャネルの電気ＳＮＲが等しくな
るまで（ｂ）及び（ｃ）のステップを繰り返す。 このようなプリエンファシスを円滑に行うのに適したシ
ステムについては後述する。
【００２９】図５を参照すると、本発明が適用される送
信局の第１実施形態が示されている。全図を通して実質
的に同一の部分には同一の符号が付されている。前述し
た損失のばらつき等に係わらず、ＷＤＭ信号光における
所望のパワーの相対性を得るために、各光送信機１２に
おいてレーザダイオード１４が出力するキャリア光のパ
ワーが制御される。そのために、光送信機１２（＃１〜
＃ｍ）は、各レーザダイオード１４のバイアス電流を制
御するための制御端子２０（＃１〜＃ｍ）をそれぞれ有
している。
【００３０】キャリア光は光変調器１６（＃１〜＃ｍ）
でそれぞれ主信号により変調されて信号光ビームとな
り、これらの信号光ビームは光ファイバ２２（＃１〜＃
ｍ）を介して出力される。
【００３１】光マルチプレクサ１８は、信号光ビームを
それぞれ受ける複数の入力ポート１８Ａ（＃１〜＃ｍ）
と少なくとも１つの出力ポート１８Ｂとを有している。
入力ポート１８Ａ（＃１〜＃ｍ）にはそれぞれ光ファイ
バ２４（＃１〜＃ｍ）が接続されている。光ファイバ２
４（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ光コネクタ２６（＃１〜＃
ｍ）により光ファイバ２２（＃１〜＃ｍ）に着脱可能に
接続されている。
【００３２】光マルチプレクサ１８は、入力ポート１８
Ａ（＃１〜＃ｍ）にそれぞれ供給されたｃｈ．１からｃ
ｈ．ｍの信号光を波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成
する。ＷＤＭ信号光は出力ポート１８Ｂから光ファイバ
２８を介して偏波依存性デバイス３０へ供給される。偏
波依存性デバイス３０は例えば偏波スクランブラや監視
制御用外部変調器である。
【００３３】デバイス３０から出力されたＷＤＭ信号光
は、光カプラ（光ビームスプリッタ）３２のポート３２
Ａへ供給される。光カプラ３２はポート３２Ａへ供給さ
れた光を例えば分岐比２０：１で第１及び第２の分岐光
に分岐し、第１及び第２の分岐光をそれぞれポート３２
Ｂ及び３２Ｃから出力する。
【００３４】ポート３２Ｂには光ファイバ伝送路４（図
１参照）が接続される。ポート３２Ｃはスペクトルモニ
タ３４に動作的に接続されている。本明細書において、
光学部品同士が「動作的に接続される」というのは、フ
ァイバ接続或いはコリメートビームを用いた空間接続に
より直接接続される場合を含み、更に、光フィルタ等の
他の光学部品を介して接続される場合を含む。
【００３５】スペクトルモニタ３４は、信号光ビームの
波長λ１〜λｍを含む帯域における入力光のスペクトル
をモニタリングする。この入力光は光カプラ３２で分岐
されたＷＤＭ信号光である。
【００３６】制御回路３６は、スペクトルモニタ３４に
おけるモニタリング結果を受け、ＷＤＭ信号光における
パワーの相対性が一定に保たれるようにするための制御
信号をチャネル毎に出力する。制御信号の各々は制御端
子２０（＃１〜＃ｍ）へ供給される。
【００３７】図６はスペクトルモニタの第１実施形態を
示す図である。このモニタは図５のスペクトルモニタ３
４として用いることができる。このスペクトルモニタ
は、メカニカルな部分を含む本体３８と、本体３８と付
随的に設けられる信号処理回路４０とを備えている。本
体３８は、光入力を受ける回折格子４２と、回折格子４
２への入射角θを走査するためのスキャナ４４と、回折
格子４２からの回折光を光／電気変換するＯ／Ｅコンバ
ータ（フォトディテクタ）４６とを有している。
【００３８】Ｏ／Ｅコンバータ４６の出力信号は信号処
理回路４０へ供給される。また、スキャナ４４からの入
射角θに関する信号も信号処理回路４０へ供給される。
光入力のうちＯ／Ｅ変換器４６へ供給される成分の波長
は、回折格子４２への入射角θに依存するので、走査さ
れるθに対応させてＯ／Ｅ変換器４６の出力レベルを検
出することによって、光入力のスペクトルを得ることが
できる。信号処理回路４０はこのような原理に従ってＷ
ＤＭ信号光における各信号光ビームのスペクトルピーク
の値をチャネル毎に検出する。
【００３９】図７はスペクトルモニタの第２実施形態を
示す図である。このスペクトルモニタも図５のスペクト
ルモニタ３４として用いることができる。光入力は凹面
鏡４８によってコリメートされて分光素子５０へ供給さ
れる。スキャニングを不要にするために、この実施形態
では、分光素子により分光された光を受ける位置に複数
の光／電気変換エレメント５４Ａを有する受光アレイ５
４が設けられている。分光された光はレンズ５２によっ
て集束させられて波長に応じた位置のエレメント５４Ａ
に入射する。
【００４０】分光された光の伝搬方向は、波長に応じて
例えば紙面に平行な平面上で変化する。従ってこの場合
には、エレメント５４Ａの配列方向を紙面に平行にして
おくことによって、光入力のスペクトルを得るための複
数の信号がアレイ５４から出力される。アレイ５４とし
ては、光通信で典型的に使用される波長１．３〜１．５
μｍ帯に感度のある材料を用いたＰＩＮフォトダイオー
ドアレイやＣＣＤ（電荷結合素子）センサを用いること
ができる。
【００４１】信号処理回路５６はアレイ５４からの信号
を受け、ＷＤＭ信号光における各チャネルのスペクトル
ピークの値を検出する。分光素子５０として回折格子を
用いる場合、その角度分散は０．０４度／ｎｍ程度であ
り、アレイ５４におけるエレメント５４Ａのピッチは数
１０μｍ程度にすることができるので、各部品間の距離
を適切に設計することにより、原理的には分解能０．１
ｎｍ程度のスペクトルモニタを提供することができる。
【００４２】今、アレイ５４におけるエレメント５４Ａ
のピッチをＷ、アレイ５４と分光素子５０の間の距離を
Ｌ、分光素子５０の角度分散をＤ、分光素子５０から互
いに隣り合う２つのエレメント５４Ａを臨む角をφとす
るときに波長分解能は、 ２φ／Ｄ＝２ｔａｎ-1（Ｗ／２／Ｌ）／Ｄ で与えられるので、例えば、Ｗ＝５０μｍ，Ｌ＝１０ｃ
ｍ，Ｄ＝０．０４度／ｎｍとしたときに、０．０７２ｎ
ｍの分解能を得ることができる。
【００４３】分光素子５０としては、プリズムやＶＩＰ
Ａ（Virtually-Imaged Phased-Array)を用いることもで
きる。ＶＩＰＡの角度分散は０．４〜０．８度／ｎｍで
あることが報告されており、これを用いることにより波
長分解能を飛躍的に高めることができる。
【００４４】尚、図示された例では信号処理回路４０又
は５６は複数チャネルの信号を出力するように図示され
ているが、各チャネルの信号をまとめて例えばデジタル
データにより１つのチャネルで出力するようにしてもよ
い。
【００４５】再び図５を参照して、制御回路３６の具体
的な動作を説明する。この実施形態では、送信局が大規
模になることを想定して、各光送信機１２の接続に光コ
ネクタ２６を用いている。このため、光送信機１２から
それぞれ出力される信号光ビームのパワーが等しいとし
ても、光コネクタ２６における接続損失のばらつきによ
り、光マルチプレクサ１８から出力されるＷＤＭ信号光
においては、各チャネルのスペクトルピークの値がばら
つくことになる。また、光送信機１２における光変調器
１６の挿入損失のばらつきもスペクトルピークをばらつ
かせる。
【００４６】図８の（Ａ）を参照すると、上述のような
原因により各チャネルのスペクトルピークがばらついた
ＷＤＭ信号光のスペクトルが示されている。各チャネル
のスペクトルピークの値はスペクトルモニタ３４から制
御回路３６へ送られる。そして例えば図４の（Ａ）に示
されるようなプリエンファシスを行う場合には、各チャ
ネルのスペクトルピークの値をレーザダイオード１４の
バイアス電流にフィードバックして、図８の（Ｂ）に示
されるようなスペクトルが得られるようにするのであ
る。このようなフィードバックループは演算増幅器及び
可変な参照電圧源を用いることにより容易に構成するこ
とができる。
【００４７】この実施形態では、偏波依存性デバイス３
０が用いられているので、各光送信機１２と偏波依存性
デバイス３０との間の光配線は偏波保持ファイバにより
なされる。即ち、光ファイバ２２，２４及び２８は偏波
保持ファイバであり、光コネクタ２６による光ファイバ
２２及び２４の相互接続に際してはこれらの主軸同士が
一致するように光コネクタ２６における回転位置が調整
される。
【００４８】従ってこのような調整作業のばらつきも光
マルチプレクサ１８から出力されるＷＤＭ信号光におけ
るパワーの相対性を変化させることになる。本実施形態
によれば、光コネクタ２６の調整作業が終了した後に制
御回路３６を動作させることによって、ＷＤＭ信号光に
おける所望のパワーの相対性を得ることができ、それに
より例えばプリエンファシスを正確に行うことができ
る。
【００４９】図９を参照すると、本発明が適用される送
信局の第２実施形態が示されている。光送信機１２（＃
１〜＃ｍ）から出力された信号光ビームは、それぞれ光
アッテネータ５８（＃１〜＃ｍ）を通って光マルチプレ
クサへ供給される。
【００５０】光減衰器５８（＃１〜＃ｍ）の減衰率は、
制御端子６０（＃１〜＃ｍ）へ供給される制御信号によ
ってそれぞれ変化させることができる。制御端子６０
（＃１〜＃ｍ）は制御回路３６に接続される。
【００５１】即ち、ここではＷＤＭ信号光における所望
のパワーの相対性を得るために、各レーザダイオード１
４のバイアス電流が制御されるのではなく、各光アッテ
ネータ５８の減衰率が制御されるのである。
【００５２】減衰率が可変な光アッテネータは、例え
ば、信号光ビームが透過する磁気光学結晶と、磁気光学
結晶が旋光性を有するように磁気光学結晶に調整可能な
磁界を印加する手段と、磁気光学結晶の出力光が透過す
る偏光子とから構成される。
【００５３】偏光子から出力される光のパワーは磁気光
学結晶における旋光角によって決定されるので、印加す
る磁界を調整することによって、減衰率を変化させるこ
とができる。
【００５４】図１０を参照すると、本発明が適用される
送信局の第３実施形態が示されている。図９の光アッテ
ネータ５８（＃１〜＃ｍ）にそれぞれ代えて光増幅器６
２（＃１〜＃ｍ）が設けられている。
【００５５】光増幅器６２（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ利
得を変化させるための制御端子６４（＃１〜＃ｍ）を有
しており、これらの端子には制御回路３６からの制御信
号がそれぞれ供給される。
【００５６】このように本実施形態では、ＷＤＭ信号光
における所望のパワーの相対性が得られるように各チャ
ネルの光増幅器６２の利得が制御される。尚、この実施
形態では、光カプラ３２及び／又はスペクトルモニタ３
４の偏波依存性による制御誤差をなくすために、光カプ
ラ３２とスペクトルモニタ３４の間に偏波スクランブラ
６６を設けている。
【００５７】図１１は図１０の各光増幅器６２として用
いることができる光増幅器のブロック図である。この光
増幅器は、第１端６８Ａ及び第２端６８Ｂを有するドー
プファイバ６８と、ポンプ光を出力するポンプレーザダ
イオード（ポンプＬＤ）７０と、ポンプ光を第２端６８
Ｂからドープファイバ６８へ供給するための光カプラ７
２とを備えている。
【００５８】増幅すべきＷＤＭ信号光の波長が１．５５
μｍ帯にある場合、ドープファイバ６８のドーパントと
してはＥｒ（エルビウム）が適しており、この場合ポン
プ光の波長としては０．９８μｍ帯又は１．４８μｍ帯
が有力である。
【００５９】ドープファイバ６８がポンプ光によりポン
ピングされている状態で、ＷＤＭ信号光が光アイソレー
タ７４を介して第１端６８Ａからドープファイバ６８へ
供給されると、ドープファイバ６８内においてＷＤＭ信
号光が増幅される。
【００６０】増幅されたＷＤＭ信号光は、光カプラ７２
及び光アイソレータ７６をこの順に通ってこの光増幅器
から出力される。この光増幅器の利得はポンプＬＤ７０
が出力するポンプ光のパワーに依存するので、制御端子
６４に入力した制御信号によってポンプＬＤ７０のバイ
アス電流が調整されるようにするとよい。
【００６１】光カプラ７２としては、カップリング比が
波長に依存するＷＤＭカプラを用いることができる。図
示された例では、光カプラ７２をドープファイバの第２
端６８Ｂに接続してＷＤＭ信号光とポンプ光とがドープ
ファイバ６８内を逆方向に伝搬するようにしている。即
ちバックワードポンピングである。
【００６２】ポンプ光源をドープファイバの第１端６８
Ａに動作的に接続してＷＤＭ信号光及びポンプ光がドー
プファイバ６８内を同方向に伝搬するようにし、フォワ
ードポンピングを行うようにしてもよい。
【００６３】また、２台のポンプ光源を用いて双方向ポ
ンピングを行ってもよい。図１２はスペクトルモニタの
第３実施形態を示すブロック図である。このスペクトル
モニタは図５等におけるスペクトルモニタ３４として用
いることができる。
【００６４】このスペクトルモニタは、ＷＤＭ信号光を
受け各チャネルの信号光ビームの波長λ１〜λｍをそれ
ぞれ有する複数の光成分を抽出する光デマルチプレクサ
７８と、各光成分を光／電気変換するＯ／Ｅコンバータ
８４（＃１〜＃ｍ）とを備えている。
【００６５】光デマルチプレクサ７８は、１×ｍ光カプ
ラ８０と、光カプラ８０及びＯ／Ｅコンバータ８４（＃
１〜＃ｍ）との間にそれぞれ接続される光帯域通過フィ
ルタ８２（＃１〜＃ｍ）とからなる。
【００６６】光帯域通過フィルタ８２（＃１〜＃ｍ）の
通過帯域の中心波長はそれぞれλ１〜λｍに設定されて
いる。この構成によると、例えば図８の（Ａ）に示され
る各チャネルのスペクトルピークのパワーに対応したＯ
／Ｅ変換器８４（＃１〜＃ｍ）の出力信号を得ることが
できるので、これらの信号に基づいてＷＤＭ信号光にお
ける所望のパワーの相対性を得ることができる。
【００６７】尚、光マルチプレクサ７８は機能的には光
マルチプレクサ１８と逆であるので、同じものを共通に
使用することもできる。光マルチプレクサ（デマルチプ
レクサ）としては、回折格子、レンズ及び導波路コンセ
ントレータを用いたもの（1995年電子情報通信学会総合
大会Ｂ−１１０２）やアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）
を用いたもの（1995年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会Ｃ−２２７）が知られている。
【００６８】図１３を参照すると、本発明が適用される
送信局の第４実施形態が示されている。ここでは、簡単
な光学部品を有する特殊なスペクトルモニタ８６がこれ
までに説明されたスペクトルモニタ３４に代えて設けら
れている。
【００６９】このスペクトルモニタ８６の使用を可能に
するために、光送信機１２（＃１〜＃ｍ）には、各々の
出力する信号光ビームを互いに異なる周波数ｆ１〜ｆｍ
のトーン信号により変調するための発振器８８（＃１〜
＃ｍ）が設けられている。
【００７０】トーン信号の周波数ｆ１〜ｆｍは各光変調
器１６における主信号によるキャリア光の変調に悪影響
を与えないために、各主信号の周波数よりも十分低い周
波数に設定される。
【００７１】ここでは各トーン信号によりレーザダイオ
ード１４のバイアス電流が変調されるようにしている
が、主信号用の光変調器１６とは別にトーン信号用の光
変調器を付加してもよいし、或いは、光変調器１６に供
給される主信号にトーン信号を重畳してもよい。
【００７２】図１４を参照すると、スペクトルモニタの
第４実施形態が示されている。このモニタは図１３のス
ペクトルモニタ８６として用いることができる。このス
ペクトルモニタは、受けたＷＤＭ信号光を光／電気変換
するＯ／Ｅコンバータ９０と、Ｏ／Ｅコンバータ９０の
出力信号から各トーン信号の周波数成分を抽出する検波
回路９２とを備えている。
【００７３】検波回路９２は、Ｏ／Ｅ９０の出力信号が
それぞれ供給される帯域通過フィルタ９４（＃１〜＃
ｍ）と、これらの後に設けられる振幅検出器９６（＃１
〜＃ｍ）とを有している。
【００７４】帯域通過フィルタ９４（＃１〜＃ｍ）の通
過帯域の中心周波数はそれぞれ各チャネルのトーン信号
の周波数ｆ１〜ｆｍに設定されている。ＷＤＭ信号光に
おいて或るチャネルのスペクトルピークに注目すると、
そのスペクトルピークの値は重畳されているトーン成分
の振幅に比例する。従って、このような検波回路９２の
各チャネルの出力信号に基づいて制御回路３６（図１３
参照）が動作することによって、ＷＤＭ信号光における
所望のパワーの相対性を得ることができる。
【００７５】検波回路９２に代えて通常の同期検波回路
を用いることもできる。この場合、Ｏ／Ｅ変換器９０の
出力信号はｍ台のミキサ（図示せず）に供給される。各
ミキサに供給する参照信号としては、図１３の発振器８
８（＃１〜＃ｍ）からのトーン信号をそのまま用いるこ
とができる。
【００７６】以上説明した送信局の各実施形態において
は、主信号による変調に光変調器１６を用いているが、
光変調器１６によらずにレーザダイオード１４の直接変
調を採用してもよい。
【００７７】図１５及び図１６はそれぞれ本発明の光パ
ワー制御装置の第１及び第２実施形態を示すブロック図
である。図１５は図９の構成から光送信機１２（＃１〜
＃ｍ）を取り外した状態に対応しており、図１６は同様
に図１０に対応している。
【００７８】各図において、符号２６Ａは光コネクタ２
６（＃１〜＃ｍ）の半部材を示している。送信局が大規
模になる場合、光送信機はそれぞれ別の場所（例えばあ
る架における別の棚或いは別の架）に配置されるので、
着脱可能な光コネクタに適用される本発明の光パワー制
御装置は有用である。尚、光パワー制御装置の動作につ
いては、本発明が適用される送信局の動作において詳細
に説明してあるので、その説明を省略する。
【００７９】図１７を参照すると、本発明を適用可能な
他のシステムが示されている。このシステムは、第１の
端局９８と、第２の端局１００と、端局９８及び１００
間に敷設される２回線（１０２Ａ及び１０２Ｂ）を含む
光伝送路１０２とを備えている。
【００８０】光伝送路１０２の途中には複数の光中継器
１０４が設けられている。各光中継器１０４は、回線１
０２Ａに適合する光増幅器１０６と回線１０２Ｂに適合
する光増幅器１０８とを有している。
【００８１】第１の端局９８はＷＤＭ信号光を出力する
光送信装置１１０を有している。光送信装置１１０は、
例えば、図２に示される構成と光パワー制御回路１１２
とを有している。
【００８２】光パワー制御回路１１２は、光送信装置１
１０が出力するＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性を
制御するためのものであり、例えば図９の複数の光アッ
テネータ５８或いは図１０の複数の光増幅器６２を含ん
で構成される。光アッテネータ或いは光増幅器を含まず
に各チャネルの光源のパワーが制御されてもよい。
【００８３】光送信装置１１０が出力したＷＤＭ信号光
は、回線１０２Ａ及び光増幅器１０６を通って第２の端
局１００へ送られる。端局１００は送られてきたＷＤＭ
信号光を受ける光受信装置１１４を有している。光受信
装置１１４には電気ＳＮＲモニタ１１６が接続されてお
り、ＷＤＭ信号光における光ＳＮＲに対応する電気ＳＮ
Ｒがチャネル毎に測定される。電気ＳＮＲモニタ１１６
としては、市販されているＱ値（クオリティファクタ
ー）モニタを用いることができる。
【００８４】第２の端局１００は信号光（ＷＤＭ信号光
が望ましいがそれには限定されない）を出力する光送信
装置１１８を更に有している。この信号光は回線１０２
Ｂ及び光増幅器１０８により第１の端局９８へ送られ
る。
【００８５】第１の端局９８は送られてきた信号光を受
けるための光受信装置１２０を有している。第２の端局
１００は、電気ＳＮＲモニタ１１６によってモニタリン
グされたＳＮＲに関する監視信号を生成する監視制御装
置１２２を有している。監視信号は例えば光送信装置１
１８において信号光に重畳され、第１の端局９８へ送ら
れる。
【００８６】第１の端局９８では、光受信装置１２０が
受けた信号光に基づき或いは光受信装置１２０が出力す
る電気信号に基づき、監視制御装置１２４が送られてき
た監視信号を再生する。そしてこの監視信号に基づき光
パワー制御回路１１２がＷＤＭ信号光におけるパワーの
相対性を制御する。
【００８７】監視制御装置１２４及び光パワー制御回路
１１２は、例えば、第２の端局１００が受けるＷＤＭ信
号光の各チャネルのＳＮＲが等しくなるように、光送信
装置１１０においてプリエンファシスを行う。このよう
なプリエンファシスは、前述した理由により光増幅器１
０６がＥＤＦＡである場合に特に有効である。
【００８８】一般に、第１の端局９８と第２の端局１０
０は遠隔地にあるため、本発明が適用されるこのシステ
ムはプリエンファシス等における調整の円滑化に対して
極めて効果的である。即ち、光送信装置１１０からのＷ
ＤＭ信号光が自回線１０２Ａを通って第２の端局１００
へ送られ、その結果判明するＳＮＲの劣化に関する情報
を他回線１０２Ｂにより第１の端局９８へ転送するよう
にしているので、第１の端局９８においてプリエンファ
シスを容易に行うことができるものである。
【００８９】また、第１の端局９８の監視制御装置１２
４にコンピュータを適用することにより、プリエンファ
シスの自動化が可能になる。コンピュータは送られてき
た監視信号に基づき光送信装置１１０が出力するＷＤＭ
信号光において最適なパワーの相対性が得られるような
各チャネルの信号光ビームのパワーを算出する。そして
そのパワーの算出値に基づいて各チャネルの光送信機が
制御される。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ること
ができるシステム又は装置の提供が可能になるという効
果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なシステムのブロック図であ
る。
【図２】送信局の従来例を示すブロック図である。
【図３】伝送前後のスペクトルの変化の例を示す図であ
る。
【図４】プリエンファシスを行った場合の伝送前後のス
ペクトルの変化を示す図である。
【図５】送信局の第１実施形態を示すブロック図であ
る。
【図６】スペクトルモニタの第１実施形態を示す図であ
る。
【図７】スペクトルモニタの第２実施形態を示す図であ
る。
【図８】制御回路の動作の説明図である。
【図９】送信局の第２実施形態を示すブロック図であ
る。
【図１０】送信局の第３実施形態を示すブロック図であ
る。
【図１１】光増幅器のブロック図である。
【図１２】スペクトルモニタの第３実施形態を示す図で
ある。
【図１３】送信局の第４実施形態を示すブロック図であ
る。
【図１４】スペクトルモニタの第４実施形態を示すブロ
ック図である。
【図１５】光パワー制御装置の第１実施形態を示すブロ
ック図である。
【図１６】光パワー制御装置の第２実施形態を示すブロ
ック図である。
【図１７】本発明を適用可能な他のシステムのブロック
図である。
【符号の説明】
２ 送信局 ４ 光ファイバ伝送路 ６ 受信局 ８，６２，１０６，１０８ 光増幅器 １０，１０４ 光中継器 １２ 光送信機 １８ 光マルチプレクサ ３４，８６ スペクトルモニタ ３６ 制御回路

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信局に適合する送信局を有するシステ
    ムであって、該送信局は、 互いに異なる波長の信号光ビームをそれぞれ出力する複
    数の光送信機と、 該信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート及び
    少なくとも１つの出力ポートを有し上記信号光ビームを
    波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこれを上記出力
    ポートから出力する光マルチプレクサと、 該光マルチプレクサの出力ポートに動作的に接続され上
    記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分岐光に分岐する光ビ
    ームスプリッタと、 上記第１の分岐光を受け上記各信号光ビームの波長を含
    む帯域における上記第１の分岐光のスペクトルをモニタ
    リングする手段と、 該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各信号光
    ビームのパワーが依存するパラメータを制御して上記Ｗ
    ＤＭ信号光におけるパワーの相対性が一定に保たれるよ
    うにする制御手段とを備え、 上記第２の分岐光が上記送信局から出力されるシステ
    ム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムであって、上
    記各光送信機は、レーザダイオードと、該レーザダイオ
    ードにバイアス電流を供給する手段とを含み、 上記パラメータは上記各バイアス電流であるシステム。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のシステムであって、 上記各光送信機及び上記光マルチプレクサの各入力ポー
    トの間に動作的に接続され上記信号光ビームに対する可
    変の減衰率を有する複数の光アッテネータを更に備え、 上記パラメータは上記各光アッテネータの減衰率である
    システム。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のシステムであって、 上記各光送信機及び上記光マルチプレクサの各入力ポー
    トの間に動作的に接続され上記信号光ビームに対する可
    変の利得を有する複数の光増幅器を更に備え、 上記パラメータは上記各光増幅器の利得であるシステ
    ム。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のシステムであって、 上記各光増幅器は、第１端及び第２端を有し該第１端に
    は上記各光送信機からの信号光ビームが供給される希土
    類元素がドープされたドープファイバと、ポンプ光を出
    力する光源と、上記ポンプ光を上記第１端及び上記第２
    端の少なくともいずれか一方から上記ドープファイバへ
    供給するための光カプラとを含み、 上記各ドープファイバの第２端は増幅された信号光ビー
    ムを上記光マルチプレクサの各入力ポートへ供給し、 上記各光増幅器の利得は上記各ポンプ光のパワーにより
    制御されるシステム。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のシステムであって、 上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光を分光
    する手段と、該分光された光を受ける位置に複数の光／
    電気変換エレメントを有する受光アレイと、該受光アレ
    イの出力信号に基づき上記スペクトルにおける上記各光
    送信機に対応する複数のスペクトルピークの値を検出す
    る手段とを備え、 上記制御手段は、上記複数のスペクトルピークの値の比
    が一定になるように上記パラメータを制御するシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のシステムであって、 上記分光する手段は回折格子からなるシステム。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のシステムであって、 上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光から上
    記各信号光ビームの波長をそれぞれ有する複数の光成分
    を抽出する手段と、該各光成分を光／電気変換する複数
    のフォトディテクタとを含み、 上記制御手段は、上記複数のフォトディテクタの出力レ
    ベルの比が一定になるように上記パラメータを制御する
    システム。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のシステムであって、 上記各光送信機に動作的に接続され上記各信号光ビーム
    を互いに異なる周波数のトーン信号により変調する手段
    を更に備え、 上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光を光／
    電気変換するフォトディテクタと、該フォトディテクタ
    の出力信号から上記各トーン信号の周波数成分を抽出す
    る検波手段とを含み、 上記制御手段は、上記検波手段により抽出された複数の
    周波数成分の比が一定になるように上記パラメータを制
    御するシステム。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のシステムであって、 上記各光送信機と上記光マルチプレクサの各入力ポート
    とを動作的に接続するための複数の光ファイバを更に備
    え、 該光ファイバの各々は第１及び第２のファイバと該第１
    及び第２のファイバを着脱可能に接続する光コネクタと
    からなるシステム。
  11. 【請求項１１】 それぞれ制御信号を受ける制御ポート
    を有し互いに異なる波長の信号光ビームを受けてそのパ
    ワーを上記制御信号に基づいて変化させて出力する複数
    の光パワー可変器と、 該各光パワー可変器からの信号光ビームを波長分割多重
    してＷＤＭ信号光を生成しこれを出力する光マルチプレ
    クサと、 上記ＷＤＭ信号光を受けこれを第１及び第２の分岐光に
    分岐する光ビームスプリッタと、 上記第１の分岐光を受けそのスペクトルをモニタリング
    する手段と、 該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各制御信
    号を制御して上記ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性
    が一定に保たれるようにする制御手段とを備えた光パワ
    ー制御装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置であって、 上記各光パワー可変器は可変な減衰率を有する光アッテ
    ネータからなり、該光アッテネータの減衰率が上記制御
    信号によって制御される装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の装置であって、 上記各光パワー可変器は可変な利得を有する光増幅器か
    らなり、該光増幅器の利得が上記制御信号によって制御
    される装置。
  14. 【請求項１４】 互いに異なる波長を有する複数チャネ
    ルの信号光ビームを波長分割多重してなるＷＤＭ信号光
    を出力する第１の端局と、 該ＷＤＭ信号光を受ける第２の端局と、 該第１の端局及び該第２の端局間に敷設される光伝送路
    とを備え、 上記第２の端局は受けたＷＤＭ信号光に基づき各チャネ
    ルの信号対雑音比をモニタリングする手段を有し、 上記光伝送路は、上記ＷＤＭ信号光を上記第１の端局か
    ら上記第２の端局へ伝送するための第１の回線と、上記
    モニタリングされた信号対雑音比に関する監視信号を上
    記第２の端局から上記第１の端局へ伝送するための第２
    の回線とを含み、 上記第１の端局は上記監視信号を受けこれに基づき上記
    第２の端局における各チャネルの信号対雑音比が等しく
    なるように上記各信号光ビームのパワーを制御する手段
    を含むシステム。
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