JPH11313033A - 光波長多重システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】波長（チャネル）の増設・撤去をオンラインで
実施（インサービスで実施）するための光サービスチャ
ネル提供をする。 【解決手段】波長の異なる複数の光信号を波長多重する
手段と、複数のタイムスロットからなるフレーム信号の
所定のタイムスロットに波長多重する光信号の増減に関
する情報を載せ、監視制御用フレーム信号を出力する手
段と、該光信号の波長とは異なる波長の光信号で該監視
制御用光信号を送信する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長の異なる複数
の光信号を波長多重(WDM: Wavelength-DivisionMultipl
exing) し、光ファイバ伝送路を介して伝送する波長多
重光通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】将来のマルチメディアネットワークを構
築するため、さらなる大容量の光通信システムが要求さ
れている。インターネット、広帯域ISDN (B-ISDN) 等が
本格的に普及し、動画像通信等を楽しむ目的で、数Mb/s
の情報を各家庭で扱うようになると、幹線系の伝送容量
は電話網(64kb/s)をベースとした現状の通信容量よりも
2桁大きいテラビット(Tb/s = 1,000 Gb/s) クラスが必
要になると考えられる。このため、国内外の研究機関で
は、超大容量化を実現する多重化方式として、時分割伝
送方式(TDM: Time-Division Multiplexing) 、光領域で
の時分割多重伝送方式(OTDM: Optical Time-Division M
ultiplexing) 、波長多重伝送方式(WDM:Wavelength-Di
vision Multiplexing) 等の研究が盛んに行なわれてい
る。

【０００３】このうちWDM 伝送方式は、光信号を光レベ
ルで増幅するエルビウムドープ光ファイバアンプ(EDFA:
Erbium-Doped Fiber Amplifier)の広い利得帯域を活用
し、光レベルでのクロスコネクトや分岐・挿入(Add/Dro
p)を行う、柔軟な、いわゆる光波ネットワークの実現手
段としても期待されている。このようなWDM 伝送方式の
研究開発の進展に伴い、光ファイバアンプは、既に実用
化されている EDFA を基本として波長多重用光ファイバ
アンプへと展開するための研究が活発に進められてい
る。波長多重光通信システムのキーコンポーネントであ
る波長多重用光ファイバアンプは、一般的には、エルビ
ウムイオン(Er³⁺) 等の希土類イオンをドープした単一
モード光ファイバを用いて、波長多重された多波長の光
信号を一括して増幅する光ファイバ増幅器のことを指
す。最も一般的なエルビウムドープ光ファイバ増幅器
は、1530nm から 1565nm までの 35nm 程度で4THz以上
の広い利得帯域がある。この利得帯域内に数十から百波
程度の波長の異なる信号光を波長多重して一括増幅が行
なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】波長多重光通信システ
ムにおいて、キーコンポーネントの一つである波長多重
用光ファイバアンプには、波長多重された波長の異なる
複数の光信号を一括して増幅するために、以下のような
課題がある。

【０００５】（１）多波長信号を増幅するための広帯域
特性、（２）広い入力ダイナミックレンジにおける利得
の波長に対する平坦性、（３）各チャネルの光出力の制
御性、（４）分散補償器の損失補償、（５）入力チャネ
ル数変動に対する光出力制御。

【０００６】また、光ファイバアンプの基本的な特性と
して、（６）低雑音特性、（７）高出力特性（または、
励起光パワーが信号光パワーへ変換される際の高効率特
性）。

【０００７】この中で、（２）の課題は波長多重用ＥＤ
ＦＡを、光増幅中継器（インラインアンプ）として用い
る場合に重要となる。広いダイナミックレンジがあれ
ば、中継区間の損失が異なる場合にも、同一の光ファイ
バアンプで対応できる。

【０００８】（３）の課題は、波長多重された各チャネ
ル（各波長）は良好な品質を維持したまま受信端で受信
される必要があるが、このためには、光増幅中継器の各
チャネルの出力には、上限と下限を規定する必要があ
る。これは、光増幅中継器には、再生中継器の波形成
形、タイミング抽出といった機能がなく、雑音が累積さ
れるために生じる課題である。上限は、伝送路である単
一モード光ファイバ中で発生する自己位相変調(SPM: Se
lf-Phase Modulation)、相互位相変調(XPM: Cross-Phas
e Modulation) 、四光波混合(FWM: Four-Wave Mixing)
といった非線型効果によって信号波形が劣化しないよう
に規定される。下限は、光ファイバアンプから発生する
雑音光(ASE: Amplified Spontaneous Emission) による
信号対雑音比(SNR: Signal-to-Noise Ratio)の劣化を低
く抑えるように規定される。光ファイバアンプの出力に
おいて、各チャネル（各波長）の光出力がこの範囲に入
る必要がある。

【０００９】（４）の課題は、伝送路が 1.3μm 零分散
単一モード光ファイバ(SMF: Single-Mode Optical Fibe
r)である場合、EDFAの増幅帯域に存在する 1.55 μm の
波長の光に対して、伝送路に 18ps/nm/km 程度の分散が
あるために、 10GHzといった高速の伝送速度の信号を伝
送すると波形が歪んでしまうという問題に起因する。こ
れを解決するためには、例えば各中継器毎で中継区間で
生ずる分散とちょうど逆の（負の）分散を伝送された信
号に与えて補償する方法がある。この場合には、分散補
償器の挿入損失も光ファイバアンプで補償することにな
る。

【００１０】（５）の課題は、波長多重用光ファイバア
ンプを光レベルでのクロスコネクトや分岐挿入を行うい
わゆる光波ネットワークに適用する際に重要な課題とな
る。すなわち、光ファイバアンプに入力されているチャ
ネル数が運用中に変化することになるが、この際も各チ
ャネルの出力は所定値を保っている必要がある。

【００１１】この（５）の課題を解決するためには、光
ファイバアンプを制御するための光サービスチャネルを
設け、このサービスチャネルを利用して、チャネル数の
変化に対応することが必要となる。本発明は、波長（チ
ャネル）の増設・撤去をオンラインで実施（インサービ
スで実施）するための光サービスチャネル提供をするこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、波長の異な
る複数の光信号を波長多重する手段と、複数のタイムス
ロットからなるフレーム信号の所定のタイムスロットに
波長多重する光信号の増減に関する情報を載せ、監視制
御用フレーム信号を出力する手段と、該光信号の波長と
は異なる波長の光信号で該監視制御用光信号を送信する
手段とを備えた波長多重伝送システムにより達成され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、光波長多重伝送システム
のシステム構成図である。図１のシステムでは、北米の
ＳＯＮＥＴ伝送方式で規定されるビットレート１０Ｇｂ
ｐｓの光信号フレームＯＣ−１９２及びビットレート
２．４Ｇｂｐｓの光信号フレームＯＣ−４８にそれぞれ
異なる波長（チャネル）を割り当て、最大３２チャネル
まで波長多重して、一本の単一モード光ファイバＳＭＦ
を介して伝送する構成を示している。なお、各光信号は
同図の左（ＷＥＳＴ側）から入力されて同図の右側（Ｅ
ＡＳＴ）へ伝送され、同図の右（ＥＡＳＴ側）から入力
されて同図の左側（ＷＥＳＴ）へ伝送されるものとして
説明する。

【００１４】同図のＷＥＳＴ側にある１０Ｇｂｐｓ伝送
装置Ｗ１は、光信号送信部ＯＳＷ１及び光信号受信部Ｏ
ＲＷ１を含む。光信号送信部ＯＳＷ１は、波長λ１の光
波を、ＳＯＮＥＴのＳＴＳ−１９２フレームに従った１
０Ｇｂｐｓの電気信号で変調し、ＯＣ−１９２光信号フ
レームに従った波長λ１の単一波長光信号（１０Ｇｂｐ
ｓ）を出力する。この波長λ１の光信号を次段の波長多
重分離装置ＷＭＵＸＡの入力側に設けた光可変減衰器Ｖ
ＡＴＡ１に出力する。また、光信号受信部ＯＲＷ１は単
一モード光ファイバを介して伝送されたきたＯＣ−１９
２光信号フレームに従った波長λ１の単一波長光信号
（１０Ｇｂｐｓ）を前段の波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ
の出力側の光波長デマルチプレクサＲＷＤＡより受信
し、ＳＴＳ−１９２フレームに従った１０Ｇｂｐｓの電
気信号を再生する。同図のＥＡＳＴ側にある１０Ｇｂｐ
ｓ伝送装置Ｅ１は、ＷＥＳＴ側にある１０Ｇｂｐｓ伝送
装置Ｗと同一の構成であり、光信号受信部ＯＲＥ１と光
信号送信部ＯＳＥ１とを含む。光信号受信部ＯＲＥ１
は、前段の波長多重分離装置ＷＭＵＸＢの出力側の光波
長デマルチプレクサＲＷＤＢより、ＯＣ−１９２光信号
フレームに従った波長λ１の単一波長光信号（１０Ｇｂ
ｐｓ）を受信し、ＳＴＳ−１９２フレームに従った１０
Ｇｂｐｓの電気信号を再生する。光信号送信部ＯＳＥ１
は、波長λ１の光波を、ＳＯＮＥＴのＳＴＳ−１９２フ
レームに従った１０Ｇｂｐｓの電気信号で変調し、ＯＣ
−１９２光信号フレームに従った波長λ１の単一波長光
信号（１０Ｇｂｐｓ）を，次段の波長多重分離装置ＷＭ
ＵＸＢの入力側に設けられた可変光減衰器ＶＡＴＢ１に
出力する。

【００１５】なお、可変光減衰器ＶＡＴＡ、ＶＡＴＢ
は、光信号送信部ＯＳＷ、ＯＳＥに対して、１対１に設
ける必要はなく、複数の光信号送信部からの光信号を一
括して減衰することも可能である。

【００１６】同じく、同図のＷＥＳＴ側にある２．４Ｇ
ｂｐｓ伝送装置Ｗｎは、光信号送信部ＯＳＷｎ及び光信
号受信部ＯＲＷｎを含む。光信号送信部ＯＳＷｎは、波
長λｎの光波を、ＳＯＮＥＴのＳＴＳ−４８フレームに
従った２．４Ｇｂｐｓの電気信号で変調し、ＯＣ−４８
光信号フレームに従った波長λｎの単一波長光信号
（２．４Ｇｂｐｓ）を次段の波長多重分離装置ＷＭＵＸ
Ａの入力側に設けた光可変減衰器ＶＡＴＡｎに出力す
る。また、光信号受信部ＯＲＷｎは単一モード光ファイ
バＳＭＦを介して伝送されたきたＯＣ−４８光信号フレ
ームに従った波長λｎの単一波長光信号（２．４Ｇｂｐ
ｓ）を前段の波長多重分離装置ＷＭＵＸＡの出力側の光
波長デマルチプレクサＲＷＤＡより受信し、ＳＴＳ−４
８フレームに従った２．４Ｇｂｐｓの電気信号を再生す
る。同図のＥＡＳＴ側にある２．４Ｇｂｐｓ伝送装置Ｅ
ｎは、ＷＥＳＴ側にある２．４Ｇｂｐｓ伝送装置Ｗｎと
同一の構成であり、光信号受信部ＯＲＥｎと光信号送信
部ＯＳＥｎとを含む。光信号受信部ＯＲＥｎは、前段の
波長多重分離装置ＷＭＵＸＢの出力側の光波長デマルチ
プレクサＲＷＤＢより、ＯＣ−４８光信号フレームに従
った波長λｎの単一波長光信号（２．４Ｇｂｐｓ）を受
信し、ＳＴＳ−４８フレームに従った２．４Ｇｂｐｓの
電気信号を再生する。光信号送信部ＯＳＥｎは、波長λ
ｎの光波を、ＳＯＮＥＴのＳＴＳ−４８フレームに従っ
た２．４Ｇｂｐｓの電気信号で変調し、ＯＣ−４８光信
号フレームに従った波長λｎの単一波長光信号（２．４
Ｇｂｐｓ）を，次段の波長多重分離装置ＷＭＵＸＢの入
力側に設けられた可変光減衰器ＶＡＴＢｎに出力する。

【００１７】１０Ｇｂｐｓ伝送装置Ｗ１，Ｅ１及び２．
４Ｇｂｐｓ伝送装置Ｗｎ，Ｅｎとも既存のＳＯＮＥＴ高
速光通信網を構成する光伝送装置であり、図１の光波長
多重伝送システムは、これら既存の光伝送装置の例えば
ＷＥＳＴ側光伝送装置Ｗ１〜ｎからの光信号λ１〜ｎを
波長多重分離装置ＷＭＵＸＡで、最大３２チャネル分受
信して、波長多重（合波）し、波長多重光信号（ＷＤＭ
信号）を出力する。波長多重光信号は、既存の単一モー
ド光ファイバＳＭＦ１本に入力される。そして、単一モ
ード光ファイバＳＭＦの損失を補償するために、Ｅｒド
ープ光ファイバを光増幅用ファイバとして含む波長多重
用光ファイバ増幅器を光中継器として用い、これら波長
多重光信号を一括して増幅し、対向する光波長マルチプ
レクサＷＭＵＸＢに伝送する。光波長マルチプレクサＷ
ＭＵＸＢは、受信した波長多重信号を各チャネル（波
長）毎の単一波長光信号λ１〜ｎに波長分離（分波）
し、ＥＡＳＴ側光伝送装置Ｅ１〜ｎに伝送する。同図で
は、１０Ｇｂｐｓ伝送装置Ｅ１と２．４Ｇｂｐｓ伝送装
置Ｅｎのみが図示されているが、波長多重伝送は、ビッ
トレートには依存しない伝送方式であり、６００Ｍｂｐ
ｓ伝送装置（ＯＣ−１２光信号フレームに従った光信号
を伝送する）等の他の異なる伝送速度（ビットレート）
の光信号に特定のチャネルを割り当てることもできる。

【００１８】波長多重伝送するためには、各光伝送装置
の光伝送に用いられている波長は互いに異なる必要があ
る。しかしながら、既存の光伝送装置が、異なる波長の
光信号を出力するとは限らないので、波長多重分離装置
ＷＭＵＸＡ及びＷＭＵＸＢに光信号を入力する前に、ト
ランスポンダ（波長変換器）によって、波長多重伝送シ
ステムに都合の良い波長に波長変換されるものとする。
トランスポンダは同図には示されていないが、図１にお
いて、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ及びＢへの入力端及
び出力端に各チャネル毎に設けられるものとする。図１
では、各光伝送装置Ｗ１〜Ｗｎ及びＥ１〜Ｅｎから波長
多重分離装置ＷＭＵＸＡ及びＷＭＵＸＢへの入力光波長
は既存のシステム毎に異なる波長λ１〜λｎとなるよう
に示している。

【００１９】各既存の単一波長光伝送装置Ｗ１〜Ｗｎ及
びＥ１〜Ｅｎから波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵ
ＸＢに入力された波長λ１〜λｎの光信号は、それぞれ
の各波長（チャネル）の光信号毎に設けられる光可変ア
ッテネータ（ＶＡＴＡ１〜ｎ，及びＶＡＴＢ１〜ｎ）に
入力される。光可変アッテネータＶＡＴに入力する各既
存光伝送装置からの光信号は伝送されてくる環境が各光
信号毎に異なるので、光パワーのレベルが様々に異なっ
ている。従って、各チャネル毎に光可変アッテネータを
設けて、各光信号の光波長マルチプレクサＴＷＭＡ及び
ＴＷＭＢへの入力レベルを調節して、各光信号が波長多
重伝送システムを伝播する場合に、波長（チャネル）毎
のレベル差が生じないようにする。光可変アッテネータ
によって光パワーレベルが調整された光信号は、光波長
マルチプレクサ（ＴＷＭＡ，ＴＷＭＢ）に入力されて、
波長多重され光波長多重信号（ＷＤＭ）として出力され
る。次に、光波長多重信号は光ポストアンプ（ＴＷＡ
Ａ，ＴＷＡＢ）に入力され、増幅されて出力される。光
ポストアンプ（ＴＷＡＡ，ＴＷＡＢ）は、波長多重用光
増幅器であって、光増幅用のＥｒドープファイバと、こ
のＥｒドープファイバに光増幅するためのエネルギーを
供給するために通常使用する励起光源とを有する。さら
に、チャネル（波長）数の増加に応じて、増設用励起光
源ユニットＢＳＴＡ，ＢＳＴＢが増設可能に構成されて
いる。Ｅｒドープファイバに励起光を供給して、入力さ
れた各チャネルの光信号をそれぞれ所定の利得で増幅し
ようとすると、チャネル数に比例して励起光パワーを増
加させる必要がある。従って、チャネル数の増加によ
り、通常使用する励起光源によって供給できる励起光パ
ワーが不足し、所定の利得で増幅できない状況になった
場合は、増設用励起光源ユニットＢＳＴＡ，ＢＳＴＢを
増設して励起光パワーを増加させる。

【００２０】光ポストアンプＴＷＡＡ，ＴＷＡＢで増幅
された光波長多重信号は一部が分岐されて、光スペクト
ルアナライザ（ＳＡＵＡ，ＳＡＵＢ）に入力される。光
スペクトルアナライザＳＡＵＡ，ＳＡＵＢでは、増幅さ
れた後の光波長多重信号に含まれる各チャネルの光信号
のパワーレベルを検出し、適正な値になっているか否か
を判断する。そして、この判断結果を各チャネルの入力
毎に設けられる光可変減衰器ＶＡＴＡ１〜ｎ，ＶＡＴＢ
１〜ｎにフィードバックし、光プリアンプＴＷＡＡ，Ｔ
ＷＡＢの出力が適正になるように各光可変減衰器の光減
衰量を調整し、各チャネル毎の光信号のレベル調整を行
う。

【００２１】光波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵＸ
Ｂの内部に示されている管理装置ＭＣＡユニットとＨＵ
ＢＡは、ＬＳＩ等からなる監視装置であり、ＳＡＵ１の
検出結果の処理やアラーム信号などの処理を行う。詳細
は後述する。

【００２２】光中継器１〜３は、光インラインアンプＬ
ＷＡＷ１〜ＬＷＡＷ３及びＬＷＡＥ１〜ＬＷＡＥ３を含
み、単一モード光ファイバを伝搬することによって減衰
した光波長多重信号を増幅する中継局の役割をする。各
光中継器１〜３には、光インラインアンプＬＷＡＷ１〜
ＬＷＡＷ３及びＬＷＡＥ１〜ＬＷＡＥ３に加え、増設用
励起光源ユニットＢＳＴＷ１〜ＢＳＴＷ３及びＢＳＴＥ
１〜ＢＳＴＥ２が設けられると共に、これらの監視装置
であるＨＵＢ１〜３とＭＣユニット１〜３が内蔵され
る。同図では、３つの光中継器が示されているが、これ
は光中継器が３つに限られるというわけではなく、伝送
距離に応じて必要数だけ設けられるべきものである。

【００２３】光中継器３又は光中継器１から出力された
波長多重光は、波長多重分離装置Ｂ又は波長多重分離装
置Ａに設けられた光プリアンプＲＷＡＢ又はＲＷＡＡに
入力され、増幅される。光プリアンプＲＷＡＢ及びＲＷ
ＡＡも、他の光ポストアンプ、光インラインアンプと同
じく波長多重用光増幅器であり、Ｅｒドープファイバと
このＥｒドープファイバに励起光パワーを供給する励起
光源とを含む。波長多重分離装置Ｂ，Ａには、増設用励
起光源ユニットＢＳＴＢ，ＢＳＴＡが設けられ、チャネ
ル数の増加により不足する励起光パワーを光プリアンプ
ＲＷＡＢ，ＲＷＡＡに供給可能に構成されている。光プ
リアンプＲＷＡＢ，ＲＷＡＡは、増幅した光波長多重信
号を光波長デマルチプレクサ（ＲＷＤＢ，ＲＷＤＡ）に
入力され、各波長の光信号に波長分離（分波）される。
波長分離された各チャネルの各光信号はトランスポンダ
によって、その後に入力される既存の光伝送装置１０Ｇ
ｂｐｓ伝送装置Ｅ１，Ｗ１及び２．４Ｇｂｐｓ伝送装置
Ｅｎ，Ｗｎで受信できる光波長に変換される。同図では
波長λ１の１０Ｇｂｐｓ光信号が光伝送装置Ｅ１の光信
号受信部ＯＲＥ１及び光伝送装置Ｗ１の光信号受信部Ｏ
ＲＷ１に入力され、波長λｎの２．４Ｇｂｐｓ光信号が
光伝送装置Ｅｎの光信号受信部ＯＲＥｎ及び光伝送装置
Ｗｎの光信号受信部ＯＲＷｎに入力されている。つま
り、一方（ＷＥＳＴ側）の１０Ｇｂｐｓ伝送装置Ｗ１か
ら光波長多重システムに入力された光信号は、他方（Ｅ
ＡＳＴ側）の１０Ｇｂｐｓ伝送装置Ｅ１に伝送され、一
方（ＷＥＳＴ側）の２．４Ｇｂｐｓ伝送装置Ｗｎから光
波長多重システムに入力された光信号は、他方（ＥＡＳ
Ｔ側）の２．４Ｇｂｐｓ伝送装置Ｅｎに伝送される。

【００２４】同図では、１０Ｇｂｐｓ光伝送装置Ｗ１，
Ｅ１及び２．４Ｇｂｐｓ光伝送装置Ｗｎ，Ｅｎが鍵型を
しており、下側の光波長多重システム（ｂ）（上側の光
波長多重システム（ａ）と同様の構成）のＥＡＳＴ側及
びＷＥＳＴ側にそれぞれ対応する光信号送信部ＯＳＥ
１’，ＯＳＥｎ’とＯＳＷ１’，ＯＳＷｎ’及び光信号
受信部ＯＲＥ１’，ＯＲＥｎ’とＯＲＷ１’，ＯＲＷ
ｎ’が設けられている。これは、光波長多重システム
（ａ）と（ｂ）とでループ状（リング状）のトポロジー
を持つネットワーク、即ち、ＳＯＮＥＴリングネットワ
ークを構成することを念頭に置いているからである。従
って、下側の光波長多重システム（ｂ）においては、図
中、左側がＥＡＳＴ側、右側がＷＥＳＴ側となり、光信
号がループ状に伝送されるように構成される。なお、光
波長多重システムは、必ずしもループ状である必要はな
く、直線的なネットワークにも適用が可能である。

【００２５】次に、図１の光波長多重伝送システムにお
いて、λ１〜λｎの各チャネルにより伝送される光信号
のフォーマットであるＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏ
ｕｓＯｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）伝送方式で扱わ
れる伝送フレームについて説明する。図２は、ＳＯＮＥ
Ｔで扱われる基本伝送フレームＳＴＳ−１のフレームフ
ォーマットを示す。このＳＴＳ−１には、フレーム同期
信号やパリティチェック信号などのさまざまな保守運用
（監視制御）情報が格納される９×３バイトのオーバヘ
ッド１０と実際の通信データが格納される９×８７バイ
トのペイロード２０との計９×９０バイトの情報を有し
ており、ＳＯＮＥＴでは、この９０×９バイト（＝８１
０バイト）のフレームが毎秒８０００回送信されること
により、９０×９×８×８０００＝５１．８４Ｍｂｐｓ
の伝送速度を持つ信号［ＳＴＳ−１（Ｓｙｎｃｈｒｏｎ
ｏｕｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｅｖｅ
ｌ １）］が構成されている。なお、ＳＯＮＥＴ伝送方
式は、ＩＴＵ−Ｔで規定される国際標準ＳＤＨ（Ｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈ
ｙ）に準拠した北米の同期多重伝送方式の標準である。
ＳＤＨ伝送方式では、ＳＴＳ−１に対応するフレームを
ＳＴＭ−０（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｆｅｒ
Ｍｏｄｕｌｅ Ｌｅｖｅｌ０）と呼んでいる。

【００２６】また上記のオーバーヘッド１０には、図３
に示すように、端局多重中継伝送装置（ＬＴＥ）と分岐
挿入多重化装置（ＡＤＭ）間もしくは、分岐挿入多重化
装置（ＡＤＭ）間での通信の際にＬＴＥ及びＡＤＭにお
いて終端されて内容が付け替えられるセクションオーバ
ヘッド（ＳＯＨ１１）とＬＴＥ間での通信の際に各ＬＴ
Ｅにおいて終端されて付け替えが行なわれるラインオー
バヘッド（ＬＯＨ１２）とが用意されている。なお、Ｓ
ＤＨでは、セクションオーバヘッドを中継セクションオ
ーバヘッド（Ｒ−ＳＯＨ）と呼び、ラインオーバヘッド
を多重化セクションオーバヘッド（Ｍ−ＳＯＨ）と呼ば
れ、Ｒ−ＳＯＨとＭ−ＳＯＨはまとめてセクションオー
バヘッド（ＳＯＨ）と呼ばれる場合もある。

【００２７】そして、このオーバヘッド１０には、さま
ざまな保守運用情報が用意されており、例えば図４に示
すように、ＳＯＨ１１には、フレーム同期確立用のＡ
１，Ａ２バイトやセクション１１Ａ上での伝送誤り監視
［ＢＩＰ（Ｂｉｔ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐａｒｉ
ｔｙ）］バイトＢ１、セクション１１Ａでの監視制御用
の通信を行なうためのデータ通信チャネル（ＤＣＣ）用
バイトＤ１〜Ｄ３（１９２ｋｂｐｓのデータリンク）な
どが定義されており、ＬＯＨ１２には、ライン１２Ａ上
でのＢＩＰバイトＢ２やＡＰＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ
Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈ）バイトＫ１，Ｋ
２、ライン１２Ａ上でのＤＣＣ用バイトＤ４〜Ｄ１２
（５７６ｋｂｐｓのデータリンク）などが定義されてい
る。なお、図２，図４において、ポインタ・バイト［Ａ
Ｕ（ＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＵｎｉｔ）ポイン
タ］１３は、伝送フレームの位相とペイロード２０に格
納される管理データユニット（ＶＴ：Ｖｉｒｔｕａｌ
Ｔｒｉｂｕｔａｒｙ Ｕｎｉｔ）のフレーム位相との差
をアドレスで示すためのもので、このポインタバイト１
３により、ＶＴのフレーム同期を高速に確立することが
できるようになっている。

【００２８】そして、ＳＯＮＥＴでは、このようなフレ
ーム構造を有する基本伝送フレーム（ＳＴＳ−１）をｎ
フレーム分（ただし、ｎ＝３，１２，４８，１９２な
ど）バイト単位に時分割多重化（バイト多重）すること
により、図５に示すように、ＳＴＳ−ｎフレームが構成
される。例えば、ＳＴＳ−１フレームを３フレーム分バ
イト多重すれば、ＳＴＳ−３（５１．８４Ｍｂｐｓ×３
＝１５５．５２Ｍｂｐｓ）、１２フレーム分バイト多重
すれば、ＳＴＳ−１２（６２２．０８Ｍｂｐｓ）、４８
フレーム分バイト多重すればＳＴＳ−４８（２．４８８
Ｇｂｐｓ）、１９２フレーム分バイト多重すればＳＴＳ
−１９２（９．９５３Ｇｂｐｓ）という高速信号が形成
される。なお、ＳＤＨでは、ＳＴＭ−Ｎ（Ｎ＝ｎ／３）
がそれぞれこれらＳＴＳ−ｎと同等の伝送速度をもった
信号に相当する。

【００２９】ここで、図１において説明したＳＴＳ−１
９２（光信号フレームではＯＣ−１９２）を例にとる
と、そのフレーム構成は、図６に示すように、９×５７
６（３×１９２）バイトのオーバヘッド１０と、９×１
６，７０４（８７×１９２）バイトのペイロード２０と
で構成される。ただし、オーバヘッド１０の各バイト
は、全てがバイト多重されるわけではなく、特別な信号
（Ａ１，Ａ２バイト、ＢＩＰバイトＢ２など）のはｎバ
イト多重され、それ以外の制御信号は、多重化数に係わ
らず一定である。このため、現状では、オーバヘッド１
０のほとんどの部分は未使用領域となっている。

【００３０】図１の光波長多重システムでは、上述のＳ
ＴＳ−１９２，４８に対応する光信号フレームであるＯ
Ｃ−１９２，４８（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｒｒｉｅｒ−
Ｌｅｖｅｌ １９２，４８）が最大３２チャネル分波長
多重され、波長多重信号として一本の単一モード光ファ
イバで伝送される。

【００３１】図１の光波長多重システムでは、光インラ
インアンプＬＷＡＷ１〜Ｗ３，ＬＷＡＥ１〜Ｅ３からな
る光中継器１〜３が、単一モード光ファイバ伝送路ＳＭ
Ｆの途中に設けられている。光ポストアンプＴＷＡＡ，
ＴＷＡＢ及び光プリアンプＲＷＡＢ，ＲＷＡＡを含め、
図１の光波長多重システムで用いられる光増幅器は、基
本的には、Ｅｒドープファイバの増幅帯域（利得帯域）
内の光信号を増幅する機能しか備えていない。しかしな
がら、これら光中継器１〜３は、ノードＷ，Ｅから離れ
た遠隔地の無人局に設置される場合が多く、何らかの方
法でこれら光中継器１〜３を監視する機能が必要であ
る。また、図１の光波長多重システムは、最大３２波長
（チャネル）の光信号を波長多重して一本の単一モード
光ファイバＳＭＦにより伝送することが可能であるが、
システム導入時は、例えば、４波長（チャネル）分の光
信号のみを伝送し、トラフィックの増大に合わせて、チ
ャネルを増設することがコスト的に考えて現実的であ
る。そして、チャネルの増設は、システムの運用を継続
したままで実施できることが望ましい。前述したよう
に、チャネルを増設する場合には、Ｅｒドープファイバ
に供給する励起光パワーが不足することが考えられ、チ
ャネルの増設に合わせて、増設用励起光光源ＢＳＴＷ１
〜３，ＢＳＴＥ１〜３及びＢＳＴＡ，ＢＳＴＢを段階的
に増設する必要があり、光中継器１〜３をチャネルの増
設に合わせて制御する機能が必要である。このため、図
１の光波長多重システムでは、光中継器１〜３の監視・
制御用の信号を伝送するための光サービスチャネルＯＳ
Ｃを、Ｅｒドーフファイバの利得帯域（通常、約１５３
０ｎｍ〜約１５６０ｎｍの光波長の範囲にある）外の波
長の光信号を用いて伝送するように構成している。

【００３２】波長多重分離装置ＷＭＵＡ及びＷＭＵＸＢ
では、光プリアンプＴＷＡＡ，ＴＷＡＢにより増幅され
た光波長多重信号（最大３２チャネル分の光信号を含
む）に、光サービスチャネルインターフェースＯＳＣＩ
Ａ，ＯＳＣＩＢから出力される監視・制御用光信号をさ
らに波長多重して、単一モード光ファイバＳＭＦに入力
する。各光中継器１〜３では、光インラインアンプＬＷ
ＡＷ１〜３及びＬＷＡＥ１〜３への入力で、監視・制御
光信号を分波し、光サービスチャネルインターフェース
ＯＳＣＩＷ１〜３及びＯＳＣＩＥ１〜３に入力して、電
気信号に変換した後、ＨＵＢ１〜３に監視・制御信号を
転送する。また、ＨＵＢ１〜３から出力された監視・制
御信号は、光サービスチャネルインターフェースＯＳＣ
ＩＷ１〜３及びＯＳＣＩＥ１〜３にて、光信号に変換さ
れ、監視・制御光信号として、光インラインアンプＬＷ
ＡＷ１〜３及びＬＷＡＥ１〜３により増幅され出力され
る光波長多重信号とさらに波長多重される。光波長多重
分離装置ＷＭＵＸＢ，ＷＭＵＸＡにおいては、光プリア
ンプＲＷＡＢ，ＲＷＡＡの入力で、監視・制御光信号を
分波し、光サービスチャネルインターフェースＯＳＣＩ
Ｂ，ＯＳＣＩＡに入力して、電気信号に変換する。光波
長多重分離装置ＷＭＵＸＢ，ＷＭＵＸＡのＨＵＢＢ，Ｈ
ＵＢＡでは、電気信号に変換された監視・制御信号を解
析することによって、光中継器１〜３の監視及び制御が
可能となる。

【００３３】図７は、図１の光波長多重伝送システムに
おけるチャネル配置（波長）の一例を示す表である。Ｉ
ＴＵ−Ｔ勧告草案Ｇｍｃｓでは、Ｅｒドープファイバを
用いた光波長多重伝送システムにおける波長（チャネ
ル）配置として、図７に示すように、光波長１５５２．
５２ｎｍを基準波長とし、周波数１００ＧＨｚ（波長に
置き換えると約０．８ｎｍ）間隔のグリッド上にチャネ
ルを配置することとしている。図１の光波長多重システ
ムでは、この勧告草案に準拠し、４波長多重、８波長多
重、１６波長多重そして３２波長多重する場合に、各波
長（チャネル）を図７中の×印で示すグリッドに配置し
ている。そして、光サービスチャネルＯＳＣをＥｒドー
プファイバの利得帯域（増幅帯域）外の光波長１５１０
ｎｍに設定している。もちろん、これらのチャネル配置
は、一例であるが、図７のチャネル配置に従うと、１６
波長多重までは、Ｅｒドープファイバの利得帯域の半分
の帯域を利用して光波長多重伝送することが可能であ
り、Ｅｒドープファイバの利得帯域（１５３０ｎｍ〜１
５６０ｎｍ）全てを利用する場合に比べ、Ｅｒドープフ
ァイバを含む光増幅器に要求される広帯域特性が緩和さ
れる。

【００３４】次に、光サービスチャネルＯＳＣの伝送フ
ォーマットについて説明する。図１の光波長多重伝送シ
ステムでは、１．５４４ＭｂｐｓのＤＳ１フォーマット
をＯＳＣ用の伝送フォーマットとして用いる。図１１
は，ＯＳＣ伝送フォーマットを示す。図１１に示すよう
に、ＯＳＣ伝送フォーマットは、１〜２４のサブフレー
ムＳｕｂで１フレームを構成する。各サブフレームの間
には、１ビットのフレーム同期ビットＦ１〜Ｆ２４が配
置されており、これらＦ１〜Ｆ２４からなる特定のビッ
トパターンを検出することにより、フレーム同期をと
り、１フレームの先頭ビットを識別する。１サブフレー
ムＳｕｂは、２４個のタイムスロット（８ｂｉｔ）で構
成されており、各タイムスロット１〜２４には、図１２
に示す内容のバイト情報が挿入される。また、タイムス
ロット２３のバイト情報は、マルチフレーム構成であ
り、図１３に示すように、サブフレームＳｕｂ１〜２４
の各タイムスロット２３のバイト情報８×２４ビット
（２４バイト）により１マルチフレームを構成してい
る。この１マルチフレーム中、バイト１〜８の内容は、
以下に示す通りである。 １）バイト１〜４（３２ビット） ＷＣＲ１〜４：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃｈａｎｎｅｌ
Ｒａｔｅ 各チャネル（波長）の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ又は
２．４Ｇｂｐｓ）を１ビットで表示する。 ２）バイト５〜８（３２ビット） ＷＣＳ１〜４：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｃｈａｎｎｅｌ
Ｓｔａｔｕｓ 各チャネル（波長）が運用中（Ｉｎ−Ｓｅｒｖｉｃｅ）
か空き（Ｏｕｔ−Ｏｆ−Ｓｅｒｖｉｃｅ）かを示す１ビ
ットで表示する。 ３）バイト９〜２４ Ｒｅｓｅｒｖｅ（予備バイト） これらのバイト情報の内、タイムスロット９〜１０，１
３〜１６，１９〜２４は、光増幅器の制御（特に、チャ
ネル増設・撤去に伴う制御）に必要な制御情報を含んで
おり、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵＸＢ，光中
継器１〜３に設けられたＯＳＣインターフェースＯＳＣ
ＩＡ，ＯＳＣＩＢ，ＯＳＣＩＷ１〜ＯＳＣＩＷ３におい
て終端される。他のバイト情報は、ＭＣユニットにて終
端され、解析される。ＯＳＣインターフェースで終端さ
れる情報については、後述する。

【００３５】なお、ＯＳＣの各バイト情報はＣＭＩ（Co
ded Mark Inversion）符号化されて伝達される。従っ
て、図１１のＤＳ１フレームのクロック速度は１．５４
４×２Ｍｂｐｓとなる。

【００３６】図８は、図１における光伝送装置Ｗ１，波
長多重分離装置ＷＭＵＸＡの詳細構成を示す図である。
同図は、図１の光波長多重伝送システム（ａ）の上段
（ＷＥＳＴからＥＡＳＴ）及び下段（ＥＡＳＴからＷＥ
ＳＴ）の構成を一体化して構成した図であり、１つのシ
ェルフを示している。光伝送装置Ｗ１の光信号送信部Ｏ
ＳＷ１は、狭帯域光送信器１−１を備えている。狭帯域
光送信器１−１は、半導体レーザＬＤからなる光源と、
半導体レーザＬＤから出力される直流光をビットレート
１０ＧｂｐｓのＳＴＳ−１９２信号で振幅変調する外部
光変調器Ｍｏｄとで構成されている。外部光変調器Ｍｏ
ｄとしては、ＬｉＮｂＯ₃ 結晶を用いたマッハツェンダ
型光変調器を用いることができる。外部光変調器から出
力される光信号（ＯＣ−１９２相当）は、スペクトル幅
の狭い光信号である。ＯＳＷ１から入力される光信号は
各入力光信号毎に設けられる可変アッテネータモジュー
ル（ＶＡＴＡ１）に入力される。ＶＡＴＡ１では、光カ
プラ２−５によって光信号の一部を分岐し、モニタ２−
２で受光する。モニタ２−２は、ノードＷ１の光伝送装
置Ｗ１の光信号送出部ＯＳＷ１から出力されるＯＣ−１
９２信号の有無をモニタする。これは、電気信号に変換
され、光サービスチャネルインターフェースＯＳＣＩＡ
に入力される。

【００３７】一方、光カプラ２−５で分岐されずに可変
光アッテネータ（ＶＡＴＡ１）２−１に入力された光信
号は出力光パワーレベルが調整され、光マルチプレクサ
モジュールＴＷＭＡの光マルチプレクサ３−１に入力さ
れる。そして、他のチャネルに対して設けられている可
変光アッテネータモジュールＶＡＴＡ２〜ＶＡＴＡｎか
ら入力される波長の異なる光信号と波長多重するために
光マルチプレクサモジュールＴＷＭＡに入力される。光
マルチプレクサモジュールＴＷＭＡは、光波長多重信号
を光ポストアンプモジュールＴＷＡＡに入力する。光ポ
ストアンプモジュールＴＷＡＡに入力された波長多重光
信号は、ＣＰＵ４−１によって制御される前段光アンプ
４−４によって増幅され、分散補償ファイバモジュール
ＤＣＭＴ１１の分散補償ファイバＤＣＦに入力される。
分散補償ファイバは、光プリアンプＴＷＡＡと光インラ
インアンプＬＷＡＷ１との間の単一モード光ファイバＳ
ＭＦを伝搬することにより光波長多重信号の各チャネル
の光信号に付加される分散を補償するための適当な分散
値を有し、この分散値を各チャネルの光信号に与える。
各チャネルの光信号に、適当な分散値が与えられた光波
長多重信号は、後段光アンプ４−５によって再び増幅さ
れ、光カプラ４−６に入力される。光カプラ４−６で分
岐された一部の光波長多重信号は、光スペクトルアナラ
イザユニットＳＡＵＡ５のスペクトルアナライザ５−２
に入力され、光プリアンプＴＷＡＡにより増幅された光
波長多重信号に含まれる各波長（チャネル）の光信号の
波長のずれやパワーレベル等が測定される。そして、そ
の結果はＣＰＵ５−１に入力される。ＣＰＵ５−１は、
スペクトルアナライザ５−２により得られた光波長多重
信号のスペクトル測定の結果を処理し、ＶＡＴＡ１のＣ
ＰＵ２−３に結果を通知する。ＣＰＵ２−３は、この測
定結果に基づき可変アッテネータ（ＶＡＴＡ１）２−１
の光減衰量を制御し、波長λ１の光信号のパワーレベル
を制御する。例えば、各チャネルの光信号の波長が、図
７に示したグリッドから所定値（例えば、０．０５ｎ
ｍ）以上の波長ズレを検出した場合は、エラー発生と判
断し、可変光アッテネータ（ＶＡＴＡ１）２−１の減衰
量を多くして、波長ズレが検出されたチャネルの光信号
を、見かけ上、信号断状態に設定し、光信号を転送され
ないようにする。

【００３８】一方、ＯＳＣインターフェースＯＳＣＩＡ
２−４がモニタ２−２より受信した監視制御信号は、光
ポストアンプモジュールＴＷＡＡのＯＳＣインターフェ
ースＯＳＣＩＡ４−３に通知される。ＯＳＣＩＡ４−３
は、受信した監視制御信号から障害有無を検出する。例
えば、信号断発生が通知された場合には、可変アッテネ
ータ（ＶＡＴＡ１）２−１の減衰量を最大にし、光信号
を光マルチプレクサＴＷＭＡに入力しないようにする。
一方、ＯＳＣインターフェースＯＳＣＩＡ２−４から、
監視制御信号を受け取ったＯＳＣＩＡ４−３はこれを電
気／光変換器ＥＯ４−２に送り、波長１５１０ｎｍの監
視制御光信号に変換する。ＷＤＭカプラ４−７は、この
監視制御光信号を、光プリアンプＴＷＡＡから出力され
る増幅された光波長多重信号に合波して送出する。

【００３９】ＯＳＣＩＡ４−３で受信された監視制御信
号（ＯＳＣ）の内、終端されないタイムスロット１〜
７，１１，１２，１７，１８の情報（オーダワイヤ信号
ＯＷやデータコミュニケーションチャネルＤＣＣ等のシ
ステム運用者が通信する情報）は、ハブユニット（ＨＵ
ＢＡ）８のオーバヘッドシリアルインターフェースＯＨ
Ｓ８−３に送られ、アラーム検出部ＡＬＭ８−５でアラ
ーム検出が行われると共に、ＨＵＢ８−２との間で処理
される。ここで、各モジュールのＯＳＣＩＡ２−４，４
−３及びＯＳＣＩＢ６−３，７−２とＨＵＢ８−２の間
は、例えば、ＡＴＭセルで通信が行われ、ＯＳＣＩＡ４
−３，ＯＳＣＩＢ６−３とＯＨＳ８−３との間は、シリ
アルデータで通信が行われる。ＯＳＣＩＡ２−４，４−
３及びＯＳＣＩＢ６−３，７−２は、ＨＵＢ８−２から
監視制御用ＡＴＭセルを受け取り、ＡＴＭセルのＶＣＩ
を解析し、その内容に応じて各ユニットを制御する。ま
た、各ユニットからの監視制御用信号を受け取りＡＴＭ
セル化してＨＵＢ８−２へ出力する。ＨＵＢ８−２は、
また、各ＯＳＣＩの終端を行う。すなわち、各ＯＳＣＩ
から送られてくるＡＴＭセルの整合を取る。即ち、送信
されてくるＡＴＭセルのＶＣＩを解析し、その内容に応
じてＯＨＳ８−３への出力と各ＯＳＣＩへの出力を選択
して出力する。また、自ユニットの監視制御を行うモニ
タＭＯＮ８−４とのインタフェースをする。アラームＡ
ＬＭ８−５は、各ユニットからのアラーム情報の終端及
び管理装置ＭＣＡユニットとのインタフェース信号のエ
ラー等の情報を監視する。モニタＭＯＮ８−４は、ＨＵ
Ｂ８−２から出力されるＭＣＡユニットからの制御情報
を基にＡＴＭセルから情報を抜き出し、制御を行う。ま
た、ユニット内で検出したアラーム情報などをＡＴＭセ
ル化しＨＵＢ８−２に出力する。

【００４０】ＨＵＢ８−２からは、各情報が、光／電気
変換器８−１を介して、光信号であるＯＣ−３信号（１
５０Ｍｂｐｓ）を使って管理装置Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
Ｃｏｍｐｌｅｘ（ＭＣＡユニット）へ送信される。Ｍ
ＣＡユニットでは、光／電気変換器（ＥＯ，ＯＥ）９−
３で信号の授受が行われ、パーソナルコンピュータイン
ターフェースＰＣＩ９−１で監視制御情報とオーバヘッ
ド情報とが分別される。オーバヘッド情報はＯＨ−ＭＴ
ＲＸ９−２に送られ、オーバヘッドの処理が行われる。
監視制御情報は、コンソール端末としてのパーソナルコ
ンピュータに送られ終端される。ＭＣＡユニットは複数
のシェルフに共通に設けられ、例えば、最大６シェルフ
まで制御可能である。

【００４１】一方、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡの受信
側では、光中継局１から単一モード光ファイバＳＭＦか
ら波長多重光信号を受信すると、光プリアンプモジュー
ル（ＲＷＡＡ）６のＷＤＭカプラ６−６で監視制御光信
号（波長１５１０ｎｍ）を分波し、光／電気変換器６−
２で電気信号に変換してＯＳＣインターフェースＯＳＣ
ＩＢ６−３で終端する。更に、ＯＳＣＩＢ６−３は、Ｏ
ＨＳ８−３からオーバヘッドの情報を取得し、ＨＵＢ８
−２とコミュニケーションを取ることによって、監視制
御情報やオーバヘッド情報に基づいてＣＰＵ６−１を介
して前段光アンプ６−４、後段光アンプ６−５を制御す
る。前段光アンプ６−４と後段光アンプ６−５の間に
は、分散補償のための分散補償モジュールＤＣＭＲが設
けられており、分散補償ファイバＤＣＦ中を受信した波
長多重光信号が伝搬することによって、光中継器１と波
長多重分離装置ＷＭＵＸＡとの間の単一モード光ファイ
バを伝送することによって各チャネルの光信号に付加さ
れた分散を補償するように構成されている。

【００４２】光プリアンプＲＷＡＡによって増幅された
波長多重光信号は、光デマルチプレクサモジュールＲＷ
ＤＡの光デマルチプレクサ７−１によって各波長の光信
号に分離（分波）され、光伝送装置Ｗ１の光信号受信部
（ＯＲＷ１）１０の受光器であるＰＩＮフォトダイオー
ド（ＰＩＮＰＤ）１０−１で受光され、１０Ｇｂｐｓの
ＳＴＳ−１９２信号に光電気変換される。

【００４３】図９は、光中継器１の構成を示す図であ
る。単一モード光ファイバＳＭＦからの波長多重光信号
は、同図の中継局のシェルフにＯＰＴ−ＩＮ１〜４のい
ずれかから入力し、対応するボード３１に配置された光
インラインアンプモジュール（ＬＷＡＷ１）３１に入力
する。最初に、ＷＤＭカプラ３１−７で監視制御光信号
が分離（分波）され、光／電気変換器３１−３で電気信
号に変換され、ＯＳＣインターフェース（ＯＳＣＩＷ
１）３１−６に入力される。ＯＳＣＩＷ１は、この監視
制御信号の内、前述したように、光増幅器の制御に必要
な制御情報を含むタイムスロット８〜１０，１３〜１
６，１９〜２４を終端し、その他の情報をＯＨＳ３２−
３へ送信する。また、終端した情報は、ＨＵＢ３２−２
へ送信する。ＨＵＢ１モジュール及び管理装置ＭＣの動
作は、図８と同様である。

【００４４】監視制御信号を受け取ったＯＳＣＩＷ１
（３１−６）では、ＨＵＢ２ユニット３２との間のコミ
ュニケーションにより情報を処理し、その結果に基づい
て、ＣＰＵ３１ー５に制御信号を出して、前段アンプ３
１−１、後段アンプ３１−２の増幅率などを制御する。
ＷＤＭカプラ３１−７で分岐されなかった波長多重光信
号は、ＣＰＵ３１−５で制御される前段光アンプ３１−
１で増幅され、分散補償モジュールＤＣＭで分散補償を
受け、同じくＣＰＵ３１−５で制御される後段光アンプ
３１−２で再び増幅される。そして、ＷＤＭカプラ３１
−８で電気／光変換器３１−４で光信号に変換された監
視制御信号と合波され、ＯＰＴ−ＯＵＴ１〜４から出力
される。

【００４５】図９の光中継局は、１つの光インラインア
ンプモジュール（ＬＷＡ）３１を１つのシェルフとして
搭載しており、これらが４つ搭載可能であることが図示
されている。このように、光部品を１つのシェルフに収
めることによって、扱いやすい光装置を組み立てること
ができる。

【００４６】図１０は、図１には図示されていなかった
が、光信号の波長を変換するために使用されるトランス
ポンダの構成を示す図である。トランスポンダの入力側
からはＯＣ−４８の光信号が入力される。この光信号
は、光電変換モジュール４１の２．４Ｇｂｐｓの光／電
気変換器（Ｏ／Ｅ）４１−１に入力される。この光／電
気変換器４１−１からは２．４Ｇｂｐｓのデータと２．
４Ｇｂｐｓのクロックが出力される。同時に、図２で説
明したオーバヘッド情報などの情報がオーバーヘッドイ
ンターフェースＯＨＳ４１−３に入力され、ＨＵＢ４２
へ信号が送られる。その他に、光電変換モジュール４１
のボードの裏側に将来のアップグレードのために配線を
行い、ＯＨＳ４２−３に入力するように構成しておく。

【００４７】前述したように、ＯＨＳ４２−３では、オ
ーバヘッド情報のやり取りが行われ、ＨＵＢ４２−２で
は、ＯＨＳ４１−３からの信号の終端を行う。ＨＵＢ４
２−２からは、情報が光／電気変換器４２−１を介して
ＭＣユニットのＨＥＤモジュール４３に光信号として送
られ、光／電気変換器４３−３によって電気信号に変換
される。電気信号に変換された情報は、ＰＣＩ４３−１
で オーバヘッド情報と監視制御情報とが分離され、Ｏ
Ｈ−ＭＴＲＸ４３−２でオーバヘッドが処理される。そ
の他の制御情報は、コンソール端末としてのパーソナル
コンピュータＰＣによって処理される。

【００４８】ＯＨＳ４１−３は、電気／光変換器４１−
２を制御して、２．４Ｇｂｐｓの光信号ＯＣ−４８を生
成し、出力する。この時、光信号（ＯＣ−４８）の波長
は、波長多重システムにより割り当てられたチャネルの
波長に変換する。

【００４９】同図では、光電変換モジュール４１のシェ
ルフが１〜１６まで搭載できるように記載されている。
このそれぞれのシェルフのＯＨＳ４１−２からＨＵＢモ
ジュール４２にオーバヘッド情報や監視制御情報が集め
られ、処理される。このように、トランスポンダを各シ
ェルフとして構成しておき、これらを１つのラックに収
めるようにしたことにより、光配線及び電気配線をこれ
らのシェルフ間で接続するだけでよいので、非常に操作
性の良い光装置を製造することができる。

【００５０】図１４は、図８のＲＷＡＡに設けられるＯ
ＳＣＩＢ６−３の一部構成を示す図である。Ｏ／Ｅモジ
ュール６−２に入力した監視制御信号は、光信号から電
気信号に変換され、変換されたデータと光信号に基づい
て生成されたクロック信号がそれぞれ ＣＭＩデコーダ
５２に入力される。そして、データはＣＭＩデコーダ５
２でデコードされ、フレーム同期部５３に入力される。
このとき、上記クロック信号も同時にフレーム同期部５
３に入力される。フレーム同期部５３は、監視制御信号
の データフレームを検出する。この検出結果は保護部
５５に入力され、フレームの生じるタイミングの一致を
測り、所定回数一致が得られた場合に、フレームの同期
が取れたとする信号をフレーム同期部に送信する。一
方、ＰＧ５４は、ＣＭＩデコードされる前の信号からク
ロックを抽出し、保護部５５からのフレームの生じるタ
イミングを受信して、同期を確立するためのクロックを
提供する。生成されたクロックは、フレーム同期部５３
に入力され、フレーム同期部５３のフレーム検出に使用
される。フレームの同期が取れると、クロック信号とと
もにフレーム同期処理が行われたデータがデマルチプレ
クサ５８に入力され、光アンプ用監視制御信号（ＷＣ
Ｆ；Wavelength Channel Failure 、ＷＣＲ；Wavele
ngth Ch annel Rate、ＷＣＳ；Wavelength Channe
l State ）が抽出される。ＢＩＰ演算部５６は、フレ
ーム同期部５３からの出力からパリティを取得し、比較
器５７に送る。比較器５７は、デマルチプレクサ５８か
ら出力される監視制御信号のパリティビットと比較し、
パリティの一致が得られた場合に各監視制御信号を保持
部５９に保持せずそのまま出力する。保持部５９から出
力される監視制御信号は、直接図８のＨＵＢＡモジュー
ル８に送られると共に、三段保護部６０を経て、セレク
タ６１に入力される。セレクタ６１にはオペレータから
入力されるＷＣＲやＷＣＳ等の監視制御信号（プロビジ
ョン；provision として示されている）が同じく入力さ
れている。これらは、オペレータが操作するソフトウェ
アから送られてくるものである。セレクタ６１は、受信
した監視制御信号とオペレータから入力された監視制御
信号のいずれかを、同じくオペレータから所定のソフト
ウェアを介して入力されるオーバライド（Override）信
号の入力を受けて、選択してＴＷＡＡを制御するローカ
ルなＣＰＵ４−１に出力する。

【００５１】比較器５７におけるパリティチェックの段
階でエラーが生じている場合には、前の状態である監視
制御信号のＷＣＦ、ＷＣＲ、ＷＣＳのそれぞれを保持部
５９に保持して出力しないようにする。そして、エラー
が解消するのを待ち、エラーが解消した場合に、保持部
５９からＷＣＦ、ＷＣＲ、ＷＣＳがＨＵＢＡモジュール
に送出される。

【００５２】図１５は、図８のＴＷＡＡに設けられるＯ
ＳＣＩＡ４−３の一部構成を示す図である。ＴＷＡモジ
ュールのＯＳＣインタフェースＯＳＣＩＡ４−３は、Ｖ
ＡＴＡモジュールのＯＳＣＩＡ２−４より ＷＣＦ、Ｗ
ＣＲ、ＷＣＳの監視制御信号を受け取る。一方、オペレ
ータからの入力として、ＷＣＲ及びＷＣＳを受け取る。
ＷＣＦ１〜３２は、ハードウェアが自装置の状態をモニ
タして生成する信号であり、マルチプレクサ７２に入力
されると共に、チェック処理部７１に入力される。チェ
ック処理部７１では、どのような信号が送られてきてい
るかをチェックしており、各信号のモニタや、パリティ
チェック等も行う。このチェック内容に従ってマルチプ
レクサを制御してＷＣＦ１〜３２を多重して出力するよ
うにする。また、１９ＭｂｐｓのＡＴＭインタフェース
からはプロビジョン部７３にＷＣＲ及びＷＣＳが入力さ
れる。ここでは、オペレータの入力をＶＡＴモジュール
からの入力と切り替えるか否かが判断される。同じく、
ＷＣＦに対してもモード設定が行われ、ＶＡＴモジュー
ルのＯＳＣＩＡ２−４から送られてくるＷＣＦをマルチ
プレクサ７６に入力するか、オペレータからの入力をマ
ルチプレクサ７６に入力するかが設定される。

【００５３】いずれにしても、マルチプレクサ７６に
は、ＶＡＴのＯＳＣＩＡ２−４からの監視制御信号かオ
ペレータからの監視制御信号が入力される。コンディシ
ョン部７４は、各監視制御信号（ＷＣＦ、ＷＣＲ、ＷＣ
Ｓ）としてどのような信号が入力されているかをモニタ
するものである。

【００５４】マルチプレクサ７６は、これらＷＣＦ、Ｗ
ＣＲ、ＷＣＳの監視制御信号を多重して、フレーム生成
部７９に入力する。ＢＩＰ演算部７５は、マルチプレク
サ７６が出力する信号からパリティを読み取りこれをマ
ルチプレクサ７６の入力にフィードバックしてパリティ
ビットに設定するものである。

【００５５】フレーム生成部７９には、ＰＧ７８からの
クロックが入力される。このクロックは、４９ＭＨｚの
発振器（ＸＯ）８２から出力された周期波をデジタルＰ
ＬＬ７７で位相制御し、ＰＧ７８でクロック信号に加工
されたものである。フレーム生成部７９は、マルチプレ
クサ７６にＰＧ７８からのクロック信号を入力し、マル
チプレクサ７６は、このクロック信号に基づいて信号の
多重を行う。フレーム生成部７９で生成されたデータフ
レームは、クロック信号とともにＣＭＩ符号化部８０に
入力され、ＣＭＩ符号に符号化されたあと、やはり、ク
ロック信号と共にＥ／Ｏモジュール８１に入力され、電
気信号から光信号に変換されて、光アンプで増幅された
主信号に監視制御信号として合波される。

【００５６】図１６は、図９の中継局のＬＷＡＷ１モジ
ュールに含まれるＯＳＣインタフェースＯＳＣＩＷ１３
１−６の一部構成を示す図である。同図のＯＳＣＩＷ１
３１−６は、図１４のＯＳＣＩＡ２−４の出力と図１５
のＯＳＣＩＢ６−３の入力とを接続したような構成とな
っている。即ち、カプラで分離された監視制御信号がＯ
／Ｅモジュール９１に入力され、電気信号に変換され
る。電気信号に変換された監視制御信号は、クロック信
号とともにＣＭＩデコーダ９２に入力されてＣＭＩデコ
ードされ、やはり、クロック信号とともにフレーム同期
部９４に入力される。保護部９５は、前述したように、
フレームの同期が所定回数得られたか否かを判断する部
分であり、ＰＧ９３は、ＣＭＩデコードされる前の電気
信号からクロック信号を読み取り、保護部９５からのフ
レームの同期信号と合わせて、フレーム同期確立用クロ
ックをフレーム同期部９４に入力する。

【００５７】フレーム同期がとられた電気信号の監視制
御信号は、ＰＧ９３で生成されたクロック信号とともに
デマルチプレクサ９７に入力され、各監視制御信号（Ｗ
ＣＦ、ＷＣＲ、ＷＣＳ等）に多重分離される。パリティ
ビットは比較部９８に入力され、ＢＩＰ演算部９６がフ
レーム同期のとれた電気信号から読み取ったパリティと
比較される。パリティの一致があった場合には、多重分
離された各監視制御信号は保持部９９をそのまま通過
し、マルチプレクサ１０４に入力される。パリティが一
致していない場合には、パリティの一致が得られるまで
各監視制御信号は保持部９９に保持される。

【００５８】保持部９９から出力される各監視制御信号
は、三段保護部１００に送られ、三段保護が取られた
後、セレクタ１０２に入力される。オペレータからは、
１９ＭｂｐｓのＡＴＭインタフェースでプロビジョン部
１０１に命令が入力され、オペレータ入力のＷＣＲやＷ
ＣＳがセレクタ１０２に入力される。そして、同じく、
オペレータから入力されるオーバライド信号により、ロ
ーカルなＣＰＵに受信された監視制御信号かオペレータ
からの入力による監視制御信号のいずれかが送られる。

【００５９】また、プロビジョン部１０１は、受信した
各監視制御信号を出力側へ送るか、オペレータからの入
力による各監視制御信号を出力側へ送るかのモード設定
を行う。このモード設定にしたがって、マルチプレクサ
１０４には、受信された監視制御信号か、オペレータか
らの監視制御信号のいずれかが入力され、多重される。
なお、ＷＣＦ信号については、オペレータが設定するこ
とができないパラメータであり、モードの切替は行われ
ない。ＢＩＰ演算部１０３は、マルチプレクサ１０４か
ら出力された信号からパリティを読み取り、これをパリ
ティビットとしてマルチプレクサ１０４の入力側にフィ
ードバックして、パリティビットの設定を行う。

【００６０】フレーム生成部１０５には、発振器１０９
から出力された４９ＭＨｚの周期波をデジタル的に位相
制御し（ＤＰＬＬ１０７）、クロック信号に構成された
（ＰＧ１０６）信号が入力され、フレームの生成に使用
される。また、前述したように、このクロック信号はマ
ルチプレクサ１０４にも入力され、信号多重のためのタ
イミングを与える。フレームに組み立てられた監視制御
信号はクロック信号とともにＣＭＩ符号化部１０８で符
号化され、同様に入力されるクロック信号に基づいてＥ
／Ｏモジュール１１０で電気信号から光信号に変換され
て、光アンプで増幅された主信号と合波されて伝送路に
出力されていく。

【００６１】図１７は、図１４〜図１６のＲＷＡＡ、Ｔ
ＷＡＡ及びＬＷＡＷ１に設けられるＯＳＣインタフェー
スＯＳＣＩＢ、ＯＳＣＩＡ、ＯＳＣＩＷ１とオーバヘッ
ドシリアルインタフェースＯＨＳとのインタフェースを
説明する図である。

【００６２】同図（ａ）に示されるように、ＨＵＢモジ
ュールのＯＨＳ ＬＳＩとＴＷＡＡ、ＲＷＡＡ及びＬＷ
ＡＷ１等のＯＳＣインタフェースのＯＳＣＩ ＬＳＩと
の通信は、１９Ｍｂｐｓのシリアルデータケーブルで行
われる。通信は双方向とするために２本のケーブルが設
けられている。

【００６３】同図（ｂ）は、ＯＨＳからＯＳＣＩへ送信
されるデータの形式を示した図である。データの最初の
ビットはスタートビットであり、これを検出することに
より、データが到着したことを認識することができる。
その後にはデータが続く。データは、３２バイトあり、
データの受信中にパリティを算出し、データの最後に付
加されているパリティビットと比較してデータが正常に
受信されているか否かを判断する。同図では、パリティ
は「奇」であるとしている。そして、パリティビットの
後には、ストップビットが設けられ、データの終わりで
あることを示す。

【００６４】同図（ｃ）は、ＯＳＣＩからＯＨＳへ送信
されるデータの形式を示した図である。この場合は、同
図（ｂ）と基本的に同じデータ形式を取っており、スタ
ートビットから始まり、３２バイトのデータ領域そし
て、パリティビットと続き、最後にストップビットでデ
ータの終了となる。やはり、データ領域を受信中にパリ
ティを検出し、最後にパリティビットの示す値と比較し
て、一致すればデータが正常に受信されたと判断し、一
致しなければデータが正常に受信されなかったと判断す
る。

【００６５】図１８は、光波長多重用増幅器を用いた光
波長多重伝送システムにおける信号対雑音の関係を示す
図である。同図では、直線型の通信経路を構成するシス
テムを記載しているが、ループ状のシステムでも同様で
ある。

【００６６】同図の光波長多重伝送システムは、光ポス
トアンプＴＷＡＡと、光信号を伝播させる単一モード光
ファイバ伝送路ＳＭＦと、光プリアンプＲＷＡＢと、伝
送路ＳＭＦに設けられる光インラインアンプＬＷＡＷ１
〜３と、光サービスチャネルにより伝送される監視制御
光信号処理部ＯＳＣＩＡ，ＯＳＣＩＷ１，ＯＳＣＩＷ
２，ＯＳＣＩＷ３及びＯＳＣＩＢ。同図下に示されてい
るのは、光ポストアンプＴＷＡＡからの距離と伝播され
る光信号のパワー及び光アンプにより付加される雑音
（ＡＳＥ雑音等）の変化を示したものである。光ポスト
アンプＴＷＡＡで増幅された光信号は、伝送路ＳＭＦＡ
を伝播し、光インラインアンプＬＷＡＷ１に入力するこ
ろには、パワーが弱くなっている。そして、この小さく
なった光パワーが光インラインアンプＬＷＡＷ１で増幅
されて送信され、伝送路ＳＭＦＷ１で同様に減衰を受け
る。光信号が伝送路ＳＭＦを伝播される間には、光信号
受信部で受光され、電気信号に変換されて信号再生され
るまでは、このようなことの繰り返しであり、伝送路Ｓ
ＭＦの損失によって小さくなった光信号を光アンプで増
幅して送信することを繰り返す。Ｅｒドープファイバを
有する光アンプで光信号を増幅する際には、雑音、特に
ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音が光信号に付加される。雑音
も、伝送路ＳＭＦを伝播する間に減衰するが、光信号と
ともにこの雑音も光アンプにより増幅されることにな
る。

【００６７】伝送路ＳＭＦは、一般には、様々な製造会
社のものや、製造年度のものが使われるので、伝送路Ｓ
ＭＦの損失特性は一様でない。すなわち、光アンプ間の
距離（ＳＭＦの長さ）が異なったり、透明度の悪い光フ
ァイバＳＭＦであったり、光ファイバＳＭＦの切断時の
修理等により、光アンプＬＷＡＷ１〜３，ＲＷＡＢは、
様々な光入力パワーの違いを吸収し、一定の出力まで光
信号を増幅して出力しなくてはならない。

【００６８】ＷＤＭ光通信システムでは、複数のチャネ
ルの光信号（主信号）が波長多重されて送信されると共
に、伝送状態の監視及び制御を行うための光サービスチ
ャネルにより監視制御信号（ＳＶ信号；Supervisory 信
号）が同様に波長多重されて、送信される。光インライ
ンアンプＬＷＡＷ１〜３，光プリアンプＲＷＡＢでは、
主信号は増幅される、ＳＶ信号は別に多重分離され、Ｓ
Ｖ信号処理部ＯＳＣＩＷ１〜Ｗ３で別途処理されて、主
信号に再び波長多重されて送出される。

【００６９】図１９及び図２０は、図１の波長多重伝送
システムに用いられる波長多重用光増幅器（ＴＷＡＡ，
ＬＷＡＷ１〜３，ＲＷＡＢ）の構成図である。同図の光
増幅器は、図１にて説明したように、最大３２チャネル
の異なる波長が波長多重されて伝送されるシステムであ
って、主信号（ＯＣ−４８，ＯＣ−１９２）を運ぶ３２
波長の光信号のほかに、システムの監視制御を行うため
の監視制御信号（ＳＶ信号；Supervisory 信号）が上記
３２波長の光信号とは異なる波長（光サービスチャネ
ル；Ｅｒドープファイバの利得帯域外の波長；１５１０
ｎｍ）で波長分割多重されて伝送される。

【００７０】波長多重信号が光インラインアンプに入力
すると、先ず、ＷＤＭ１カプラによってＳＶ信号のみが
抽出される。抽出されたＳＶ信号は更に、ＷＤＭ２カプ
ラに入力され、再びＳＶ信号が抽出される。このよう
に、ＳＶ信号を２つのＷＤＭカプラに通過させるのは、
１つのＷＤＭカプラを通過させただけでは波長の分離が
完全でなく、主信号の波長の光信号の一部が現れてしま
うので、ＷＤＭカプラを２段階に設けてＳＶ信号を抽出
することにより、主信号の波長成分を完全にフィルタリ
ングしてＳＶ信号のＳＮ比（信号対雑音比）を高めて受
信することを意図したものである。分離されたＳＶ信号
は同図の主信号の光インラインアンプ外に出力され、Ｓ
Ｖ信号処理部（ＯＳＣＩ）で処理される。そして、後に
説明するように、再び、主信号と合波されて伝送路ＳＭ
Ｆに出力される。

【００７１】ＷＤＭ１でＳＶ信号が取り除かれた光信号
はビームスプリッタ（ＢＳ）１に入力される。このＢＳ
１では、主信号全体のパワーを、例えば、１０：１に分
岐するものであり、アイソレータ（ＩＳＯ）１には、１
０：１に分岐された光信号のうち１０／１１が伝送用と
して出力される。

【００７２】ＢＳ１で１０：１に分岐された光信号のう
ち、１／１１は光入力モニタ用としてＷＤＭ３に入力さ
れて、主信号以外の波長成分が取り除かれ、フォトダイ
オード（ＰＤ）１で受信される。このＰＤ１で受信され
た主信号の信号レベルは、ＡＧＣ／ＡＰＣ（Automatic
Gain Control/Automatic Power Control ）モジ
ュールに、増幅媒体ＥＤＦ１（Ｅｒドープファイバ）へ
の入力側のパワーレベルとして入力される。

【００７３】アイソレータ１に送られた光信号は、その
まま１段目（前段）の光増幅部であるＥＤＦ１に入力さ
れ増幅される。光信号を増幅するためのエネルギー（励
起光パワー）は、９８０ｎｍの出力波長を有するレーザ
ーダイオードＬＤ１と、それぞれ１４６０ｎｍの出力波
長を有するレーザーダイオードＬＤ２、ＬＤ３から供給
される。ＬＤの出力パワーが１つで所要値が得られれば
ＬＤ２とＬＤ３は、もちろん一つでもよく、更にＬＤ１
のみで前段光増幅部の所要パワーが得られればＬＤ１の
みでも良い。ＬＤ１からのポンプ光はＷＤＭカプラによ
ってＥＤＦ１に入力される。ここで、ＷＤＭカプラが
０．９８ＷＤＭと記載されているのは、合波されるポン
プ光（９８０ｎｍ又は０．９８μｍ）のパワーレベルの
損失がほとんど無く、合波されることを意味している。
ＥＤＦに送るポンプ光がＷＤＭカプラで合波される際に
大きな損失を被るのでは、ＬＤ１の出力の多くが無駄に
なってしまうので、このように特にロスの少ないＷＤＭ
カプラを用いている。

【００７４】ＬＤ１は出力波長が９８０ｎｍであり、Ｅ
ＤＦ（エルビウムドープファイバ）の９８０ｎｍの吸収
帯域を利用してドープされたＥｒイオンのエネルギー準
位を励起し、誘導放出作用に基づいて、入力される波長
多重光を増幅する。ＥＤＦの９８０ｎｍ増幅帯域は動作
帯域幅（波長幅）が狭いので、ＬＤ１の発振波長を安定
化させることが好ましく、光フィルタ等を用いて正確に
９８０ｎｍの励起光を抽出することが考えられる。一
方、ＬＤ２、ＬＤ３のポンプ光は、それぞれ垂直方向と
水平方向に偏波しており、ＥＤＦ１に接続された偏波ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）によって偏波合成されるた
め、損失なく、２つのポンプ光を合成できる。更に、偏
波合成されたポンプ光は、ＷＤＭカプラによってＥＤＦ
に送られる。ＬＤ２、ＬＤ３からＰＢＳにポンプ光を送
るための伝送路は、各レーザダイオードＬＤ２，ＬＤ３
の出力するポンプ光（レーザ光）の偏波を保存するよう
な、偏波保存ファイバであり、いわゆるＰＡＮＤＡファ
イバ等が使用される。このように、ＬＤ１のポンプ光は
前方励起として使用され、ＬＤ２、ＬＤ３のポンプ光は
後方励起として使用される。従って、ＬＤ１のポンプ光
は主信号の伝播方向と同方向に進行するが、ＬＤ２、Ｌ
Ｄ３のポンプ光は主信号の伝播方向とは逆の、光インラ
インアンプの入力側に向かって進行する。ＩＳＯ１は、
ＬＤ２、３のポンプ光が逆流するのを防ぐために設けら
れている。しかし、ＬＤ２、ＬＤ３のポンプ光を完全に
は遮断できない。従って、そのままでは、ＰＤ１によっ
て、このポンプ光が受信されてしまう可能性がある。こ
のようなことが起こると、主信号の実際の入力パワーレ
ベルを検出することが出来ず、ＡＧＣ／ＡＰＣ制御に問
題を生じるので、ＢＳ１により１０：１に分岐された１
／１１の入力モニタ用の波長多重光は、さらに長波長パ
スフィルタ（ＬＷＰＦ；Long Wavelength Pass Filt
er）を透過する。これにより、ＬＤ２、３のポンプ光の
逆流を防いで、ＰＤ１が主信号（波長多重光）のみを受
信できるようにしている。

【００７５】ＥＤＦ１に増幅のためのエネルギーを与え
るために、９８０ｎｍの発振波長を有するＬＤ１と１４
６０ｎｍの発振波長を有するＬＤ２、ＬＤ３が使用され
ている。これは、ＥＤＦに十分な増幅エネルギーを供給
するために行われている。すなわち、一例として、１つ
のＬＤのみでは、十分なポンプ光パワーが得られないの
で、複数の（レーザダイオード）ＬＤを使用しているの
である。また、ＬＤ１は前方励起に使用されており、主
信号がＥＤＦに最初に入射する時点の減衰された主信号
の増幅に寄与する。主信号がＥＤＦ１のＥＤＦに入力の
際には、主信号は、長距離の光伝送路ＳＭＦを伝播して
きているので、光パワーが小さくなっている。ＥＤＦで
このような光信号を増幅する場合には、ノイズの発生が
避けられないが、ＥＤＦの９８０ｎｍ帯域では、増幅す
る際のノイズの発生が小さく抑えられる（理論限界に近
い約３ｄＢを達成する）ので、減衰した主信号を増幅す
る際に、主信号をノイズに埋れさせないようにすること
ができる。ただし、９８０ｎｍ帯域は、ポンプ光のエネ
ルギーを主信号のエネルギーに変換する効率が、１４６
０ｎｍ帯域に比べ、やや落ちるので、光信号を増幅する
際に、始めのうち９８０ｎｍ帯域で増幅し、後に、ＬＤ
２やＬＤ３等の１４６０ｎｍ帯域で増幅するようにして
いる。即ち、ＬＤ２、ＬＤ３の励起方法は後方励起であ
り、ＥＤＦを伝播してきた光信号がＬＤ１のポンプ光
で、ＳＮを劣化させずに、ある程度増幅された後に、Ｌ
Ｄ２、ＬＤ３のポンプ光によって増幅されることにな
る。ＬＤ２、ＬＤ３の発振波長である１４６０ｎｍ帯域
におけるＥＤＦの増幅特性は、ノイズの発生がやや大き
いが、ポンプ光のパワーを主信号のパワーに変換する効
率が良く、大出力の主信号を得ることが出来る。９８０
ｎｍＬＤ一台（ＬＤ１）で前段光増幅部に必要なポンプ
光のパワーが得られるならば、ＬＤ１のみでＬＤ２と３
は必要ない。

【００７６】図２１は、ＥＤＦの励起帯域の特性をまと
めた表である。同図に示されるように、ＥＤＦには、実
用化されている２つの帯域があり、１つは、９８０ｎｍ
帯であり、もう１つは、１４８０帯である（前段増幅部
には１４６０ｎｍ；１４５０〜１４７０ｎｍを用い
る）。９８０ｎｍ帯の励起バンド（ＥＤＦの吸収帯域）
はほぼ９７０〜９８５ｎｍの１５ｎｍの幅をもってい
る。アンプのＮＦ（雑音指数）は低雑音で理論限界であ
る３ｄＢ程度が達成される。しかし、ポンプ光の光信号
へのパワーの変換効率は６３％以上とあまり高くない。

【００７７】１４８０ｎｍ帯は励起バンド（吸収帯域）
がほぼ１４５０〜１５００ｎｍの５０ｎｍあり、この
内、前段増幅部のＬＤ２とＬＤ３には１４６０ｎｍ帯；
１４５０〜１４７０ｎｍを用いる。比較的帯域幅が広い
ので、ポンプ光の波長が少々ずれても増幅作用を得るこ
とができる。アンプのＮＦは４．５ｄＢとやや大きい
が、ポンプ光の光信号へのパワーの変換効率は９５％以
上と非常に高い値を示し、効率的な増幅作用を得ようと
する場合には、１４６０ｎｍ帯を使用する。

【００７８】図１９，２０の説明にもどる。ＥＤＦモジ
ュール１で増幅された光主信号は、アイソレータＩＳＯ
２を通過し、ゲインイコライザーＧＥＱ１に入力され
る。ＩＳＯ２は、ＧＥＱ１及びコネクタ１からの戻り光
を遮断するために設けられている。ＧＥＱ１及びコネク
タ１からの戻り光があると、ＥＤＦ１はこの戻り光に対
し敏感に反応し、発振してしまう。したがって、ＥＤＦ
１の動作が不安定になり、光増幅器のパフォーマンスが
悪くなってしまう。そこで、この部分にＩＳＯ２を設け
て、ＥＤＦ１の動作が不安定にならないようにしてい
る。また、前述のＩＳＯ１もＬＤ２、ＬＤ３の戻り光が
光インラインアンプＬＷＡＷ１の入力部に設けられてい
るコネクタに達して反射し、ＥＤＦ１が発振を起こさな
いようにしている。

【００７９】ＧＥＱ１は、ＥＤＦのゲイン特性を平坦化
する為に設けられているフィルタである。ＥＤＦのゲイ
ン特性は図２２（ａ）に示されているように、１５３０
ｎｍ〜１５６０ｎｍの間で波打った形の特性を有してい
る。従って、この波長範囲に波長多重される各チャネル
の波長（主信号）が配置された場合、山にあたるところ
の増幅率が高く、谷にあたる部分の増幅率が小さい。従
って、波長多重された主信号をＥＤＦで増幅すると、各
波長の光信号毎に増幅利得が異なってしまい、増幅され
た波長多重光において異なる波長間でレベル差を生じて
しまう。ところで、伝送路を伝播される光信号は、ノイ
ズに埋もれないためにある程度パワーが大きい必要があ
るが、パワーが大きすぎても自己位相変調、相互位相変
調、四光波混合等の非線形効果が顕著になり、波形劣化
を起こしてしまう。従って、伝送路を伝播される光信号
には波長毎に光パワーの上限と下限とがあり、この間に
各波長の光信号のパワーが収まっていなくてはならな
い。ところが、波長毎にパワーレベルが異なると、最も
レベルの高い波長の光信号が上限を超えないように設定
しなくてはならないので、他の波長の光信号は、パワー
が大きいほうが好ましいにも係わらず、上限値いっぱい
までパワーを上げることができないことになってしま
う。従って、波長毎にノイズに対する信号のパワーの比
（ＳＮ比）が劣化してしまい、伝送システムとしては、
パフォーマンスが悪いことになってしまう。しかし、全
ての波長の光信号が同じパワーレベルに揃っていれば、
全ての波長の光信号を上限値ぎりぎりまで増幅すること
が出来るので、伝送システムのパフォーマンスを高める
ことができる。そこで、ＧＥＱ１を設けて、ＥＤＦのゲ
インの波長の変化による変動をなくすようにする。

【００８０】ＧＥＱ１は、図２２（ｂ）に示されるよう
に、ＥＤＦのゲインの大きいところでは透過率が低く、
ゲインの低いところでは透過率が高くなるように製造さ
れたフィルタであり、ＥＤＦ１で増幅された波長多重光
をこのようなフィルタに通すことによって、図２２
（ｃ）に示すような、実質的にフラットな特性のゲイン
を得ることができる。このようにして、ゲイン特性をフ
ラット化した光出力をＢＳ２で分岐し、ＰＤ２でその出
力光を受光する。ＰＤ２で受光した結果は、出力光レベ
ルとしてＡＧＣ／ＡＰＣモジュールに入力される。ＡＧ
Ｃ／ＡＰＣモジュールでは先にＰＤ１で受信した、ＥＤ
Ｆ１への入力端でのパワーと、ＰＤ２で受信したＥＤＦ
１の出力端でのパワーとを比較し、増幅率（利得）が一
定になるようにＬＤ１〜３のポンプ光のパワーを制御す
る。このようにして、ＥＤＦ１の自動利得制御がＡＧＣ
／ＡＰＣモジュールにて行われる。なお、ＡＰＣは、各
励起光源ＬＤ１〜３の出力光パワーが一定になるように
制御するものであって、一般的には、ＬＤ１〜３のバッ
ク光あるいはバイアス電流をモニタして、出力光レベル
が一定となるように制御するものである。

【００８１】ＧＥＱ１にＥＤＦ１からの出力を通過させ
てからＡＧＣ／ＡＰＣモジュールにフィードバックする
のは、ゲインが平坦化されていない出力をフィードバッ
クしても、各波長のパワーにばらつきが有ることと、Ｇ
ＥＱ１によるゲインの損失があることにより、ＧＥＱ１
を通過する前の出力をフィードバックしても正確なＡＧ
Ｃ／ＡＰＣができないからである。

【００８２】また、ゲインイコライザーを使うと次のよ
うな利点がある。図１９，２０の波長多重用光増幅器で
は、最大３２波までの波長多重光を増幅可能であるが、
３２波全部を使わない場合には、どの波長の光信号を使
用するかはシステムを購入し、敷設するユーザの選択に
依存している。従って、どの波長の光信号が使われるか
分からないのであるが、ゲインが平坦になっていない
と、使用される波長毎にシステムのパフォーマンスが異
なってしまい、安定した伝送特性を提供することができ
ない。しかし、ゲインイコライザーを使用して、ＥＤＦ
のゲイン特性を平坦化しておくことにより、どの波長の
光信号を使用したとしても、光インラインアンプの増幅
利得をほぼ同じにできるので、安定したシステムパフォ
ーマンスを実現することができる。

【００８３】このように、光インラインアンプの前段で
ＡＧＣ／ＡＰＣを行うのは、光インラインアンプに入力
する光信号のパワーが、光インラインアンプが取り付け
られる場所によって変化するからである。すなわち、光
伝送路に使用される光インラインアンプ間の光ファイバ
の長さが、システムの構成によって様々に異なることが
有り、また、使用される光ファイバも現在製造されてい
るものは透明度が良くロスが少ないが、昔製造された光
ファイバは透明度が悪くロスが大きい等により、光イン
ラインアンプに入力する光信号のパワーレベルが一定の
値とはならないからである。しかし、光インラインアン
プとしては、どのような条件で設置されても、同じ光イ
ンラインアンプが正常に動作する必要があるので、入力
波長多重光信号のパワーレベルが異なっても同様に動作
するべきだからである。ＡＧＣ／ＡＰＣは、入力波長多
重光信号のレベルが異なっても、ゲインを一定にして、
各チャネルの光信号に対してほぼ同じ利得で増幅するこ
とが出来るのである。しかし、利得が一定であっても、
入力波長多重光の入力レベルが異なると、ＥＤＦから出
力される増幅後の波長多重光の出力レベルが異なること
になる。入力レベルの違いによって光インラインアンプ
の出力レベルが変わっては、標準化してシステムを設計
する場合に問題が生じるので、ＢＳ２を通過した主信号
（波長多重光）は、可変アッテネータ（ＶＡＴＴ）に入
力される。更に、入力が高くなると励起パワーがリミッ
トに達するとＡＧＣからＡＰＣへ切り替わる。この場
合、各ＥＤＦ（ＥＤＦ１、ＥＤＦ２、ＥＤＦ３）のゲイ
ン（ｄＢ）の和が一定であれば利得の波長特性は維持で
きるので、ＥＤＦ１のゲイン（ｄＢ）の低下分を後段増
幅部（ＥＤＦ２又はＥＤＦ３）で補う。

【００８４】可変アッテネータモジュールに設けられる
可変アッテネータは、印加する電圧値により、光の減衰
量を調整することができるもので、ＡＧＣ／ＡＰＣで増
幅された波長多重光信号の出力パワーレベルを調整する
ことができる。可変アッテネータを通過した光信号は、
ＢＳ３によって分岐され、一方がＰＤ３によって受信さ
れる。ＰＤ３によって受信された光信号のパワーレベル
は、ＡＬＣモジュールに入力され、光信号のパワーレベ
ルが一定値に調整される。ここで、光信号のパワーレベ
ルの調整をするのは、コネクタ１、２で接続される分散
補償モジュール（ＤＣＭ；Dispersion Compensating
Module）の分散補償ファイバ（ＤＣＦ；Dispersion
Compensating Fiber ）に適切なパワーレベルの波長多
重光信号を入力するためと、可変アッテネータの動作を
安定化させるためである。ＤＣＭは、光信号が光伝送路
を伝播する間に受ける分散による波形の劣化を補償する
ものである。このＤＣＭのＤＣＦを使って有効に光信号
の波形劣化の補償を行うためには、入力する光信号のパ
ワーレベルをノイズに埋もれない程度に大きく、また、
ＤＣＦ内で非線形効果を生じない程度にパワーレベルを
抑えている必要がある。特に、ＤＣＦは、コア径が通常
のＳＭＦより小さく（約３〜４μｍ）光パワーが集中す
るため、非線型光学効果が発生しやすい。従って、ＤＣ
Ｆの非線形効果を抑えるためには、厳しく入力光信号の
パワーレベルの上限を守る必要があるので、ＢＳ３の部
分でＡＬＣを行い、光信号のパワーレベルを調整してい
るのである。

【００８５】ＤＣＦに入力した光信号は、分散補償を受
けコネクタ２から再び後段（第二段）光増幅部を構成す
るＥＤＦ２に入力される。この光信号は、ＢＳ４で分岐
され、ＰＤ４で受信される。ここでの光信号の入力パワ
ーレベルの受信は、ＤＣＭがコネクタ１、２に接続され
ているか否かを判断するために行われるものである。す
なわち、ＤＣＭが外れていると、ＥＤＦ１で増幅された
光信号がそのまま外部に放出されてしまうので危険であ
る。そこで、ＰＤ４では、ＥＤＦ１からの光信号（波長
多重光）がＤＣＭを通って来ているか否かを判断するた
めの受光を行う。受光結果は、ＡＧＣ／ＡＰＣモジュー
ルに送られ、光信号が送られてきている場合には、特に
処理は行わないが、光信号入力レベルが所定値以下の場
合には、ＤＣＭと前段光増幅部及び後段光増幅部を接続
する光コネクタ１，２のいずれか，または両方が外れて
いると判断し、ＥＤＦ１における増幅率（利得）を低下
させて、光信号の強度が危険でない程度にするか、ある
いは、ＬＤ１〜３からのポンプ光の供給を止めて増幅動
作を停止するなどの処理を行う。これにより、ＤＣＭが
外れている場合にもコネクタ１から出力される光信号の
パワーレベルが小さくなり、近くに作業者がいたとして
も危険な状態に陥ることはない。

【００８６】また、ＰＤ４の受光結果は図２０のＡＧＣ
モジュールに入力され、ＡＧＣのための入力側光信号パ
ワーレベルを与える。ＢＳ４を通過した主信号は、光ア
イソレータＩＳＯ３に入力され、そのまま通過する。Ｉ
ＳＯ３は、図２０のＥＤＦ２のＥＤＦ２−１がコネクタ
２からの反射光によって発振しないように光の通過方向
を一方向に定めているものである。ＩＳＯ３を通過した
光信号はＥＤＦ２−１に入力され増幅される。ＥＤＦ２
−１のポンプ光は、発振波長９８０ｎｍのＬＤ４から供
給される。ＬＤ４からのポンプ光はＷＤＭカプラで光信
号に合波されてＥＤＦ２−１に送られる。ここで、前述
したように、ＷＤＭカプラは非常に合波する場合のロス
が少ないもので、特に、０．９８ＷＤＭと記載されてい
る。ＥＤＦ２−１においては、９８０ｎｍ帯のポンプ光
のみで増幅が行われる。前述したように、９８０ｎｍ帯
ではノイズの発生を理論限界値程度まで抑えることが出
来るので、弱い光信号を増幅するのに有効である。すな
わち、ＥＤＦ２−１に入射する光信号は、先に、１０ｋ
ｍ程度の長さのＤＣＦを通過しているので、光信号パワ
ーが減衰されている。ＤＣＦはＳＭＦに比べて、損失が
大きく、例えば、１０００ｐｓ／ｎｍ程度の分散を補償
するためには、ＤＣＦの損失は、１０ｄＢ程度にもな
る。ＥＤＦ２−１に入力される波長多重光は、このよう
に大きな減衰を受けているので、９８０ｎｍ帯のポンプ
光を用いて、ノイズを抑えた増幅を行う。ＬＤ４はＡＧ
Ｃモジュールからのフィードバック制御を受け、ＥＤＦ
２−１でのゲインを調整するために出力パワーを変化さ
せる。

【００８７】ＥＤＦ２−１で増幅された光信号は光アイ
ソレータＩＳＯ４を通過し、ゲインイコライザーＧＥＱ
２に入力される。このＧＥＱ２の作用は、図２２を用い
て説明した通りであり、ＥＤＦ２−１とＥＤＦ２−２の
ゲイン特性をフラットにするためのものである。ＩＳＯ
４は、ＧＥＱ２からの反射光をＥＤＦ２−１に入力しな
いようにしているもので、やはり、戻り光によるＥＤＦ
２−１の発振を防いでいるものである。ＧＥＱ２をＥＤ
Ｆ２−１とＥＤＦ２−２との間に入れるのは、ＮＦ（雑
音指数）を低く抑えて、励起パワーから信号光パワーへ
の高い変換効率を維持するためである。

【００８８】ＧＥＱ２を通過した光信号は、ＷＤＭカプ
ラ及び光アイソレータＩＳＯを通過し、ＥＤＦ２−２に
入力される。このＷＤＭカプラからは図１９の増設用励
起光源ユニットであるブースタＢＳＴ２からの励起光が
入力される。ＢＳＴ２の内部構造については後述する。
コネクタ３とこのＷＤＭカプラとの間には、ＢＳ５が設
けられており、ＢＳＴ２からのポンプ光を正常に入射さ
れているか否かを判断するために、増設用励起光源ユニ
ットＢＳＴ２からのポンプ光を分岐する経路が作られて
いる。このＢＳ５で分岐されたポンプ光は、アッテネー
タＡＴＴ１でパワーレベルが調整された後、ＰＤ５で受
光される。ＰＤ５では、コネクタ３からポンプ光が正常
に受信されているか否かの結果を得、これを不図示の配
線によって、ＢＳＴ２に通知する。ＢＳＴ２では、この
結果を得て、もし、ＢＳＴ２の励起光源が発光している
のに、ＰＤ５でポンプ光が受光されていないと判断され
た場合には、コネクタ３が外れており、励起光源のポン
プ光が漏れていて、周囲に人がいると危険であると判断
し、ＢＳＴ２の励起光源をオフにする。

【００８９】ＢＳＴ２からは、前方励起の方法でＥＤＦ
２−２にポンプ光を供給する。一方、ＥＤＦ２−２では
光信号を大出力の光信号に増幅するために、後方励起の
方法も併用される。すなわち、発振波長１４６０ｎｍの
ＬＤ５、ＬＤ６が設けられている。これらは内蔵の励起
光源であり、ＡＧＣモジュールからの制御によりＥＤＦ
２−２のゲインを調整するものである。この他に、大出
力の光信号を得る為に、コネクタ４に増設用励起光源ユ
ニットであるＢＳＴ１が取り付けられる。ＢＳＴ１の内
部構造については、ＢＳＴ２の説明と一緒に後述する。
このコネクタ４の着脱を監視するために、前述したのと
同様に、ＢＳ６が設けられ、ＢＳＴ１からのポンプ光を
分岐して、アッテネータＡＴＴ２を介してＰＤ６で受光
される。この受光の結果は、同様に、不図示の配線を通
じてＢＳＴ１に通知され、励起光源が発光しているにも
かかわらず、コネクタ４が外れていると判断された場合
には、ＢＳＴ１の励起光源をオフにする制御を行う様に
する。

【００９０】もちろん、ＬＤ５、６およびＢＳＴ１、２
のポンプＬＤの数は一例であって、必要なパワーが少な
いＬＤ数で満足できれば減らすことができる。ＥＤＦ２
−２では、光信号を大出力の信号とするために、ポンプ
光のエネルギーを光信号のエネルギーに変換する場合の
変換効率の良い１４８０ｎｍ帯域が使用されている。こ
こで、ＥＤＦモジュール２は、中断ＥＤＦ２−１と後段
ＥＤＦ２−２からなっており、トータルのゲインを平坦
化するためには、ＥＤＦモジュール２の出力側にＧＥＱ
２を設けるのが常識的に考えられるが、ここでは、ＥＤ
Ｆ２−１とＥＤＦ２−２の間に設けている。これは、フ
ィルタから構成されるゲインイコライザーは非常に損失
が大きく、例えば、３０％という値を持っている。も
し、ＥＤＦ２−２の出力側にゲインイコライザーを設け
たとすると、図２３に示されるように、光信号はＥＤＦ
２−２によって、大出力（例えば、光インラインアンプ
への入力を１ｍＷとすると３００ｍＷぐらいの出力）と
なっているので、この大出力の３０％を損失として被る
と、絶対値でも大きな損失（例えば、９０ｍＷ）を受
け、ポンプ光源ＬＤ１個分のエネルギーを無駄にしてし
まう。

【００９１】そこで、光信号がまだそれほど大出力にな
っていない段階でゲインイコライザーを挿入すると、例
えば、１００ｍＷのときは１０ｍＷの損失が生ずるのに
対して、１０ｍＷの場合には１ｍＷの損失で済む。この
ような理由で、ゲインイコライザーをＥＤＦ２−１とＥ
ＤＦ２−２の真ん中に設けている。また、先のＧＥＱ１
についても、光インラインアンプ全体で２つのゲインイ
コライザーを２個所に設けているというのは、ＤＣＦの
手前で各波長の出力をそろえて、許容される上限値のパ
ワーでＤＣＦへ入力するという点を考慮している。

【００９２】また、ＥＤＦ１側とＥＤＦ２側でそれぞれ
ゲインを等化していることにより、ＥＤＦ１側とＥＤＦ
２側とを別々に製造し、後に組み合わせるという製造方
法をとることが容易になる。すなわち、ＥＤＦ１側の出
力がゲインイコライザーによって平坦化され、各波長の
主光信号は、波長毎に均一な特性を持っている。また、
ＥＤＦ２側でも、この均一な特性の光信号を受けて増幅
し、そして更に均一化して出力するというように処理が
進むので、均一な光信号を受け渡しできるため、ＥＤＦ
１とＥＤＦ２間のインタフェースを容易に行うことが出
来ると言うことである。このように、ゲインイコライザ
ーを２個所に配置することによって、製造上の利点をも
得ることができる。また、波長多重用光増幅器は、その
構成が複雑化している。このため、モジュール化した光
増幅部（Front Amplifier PartとRear Amplifier P
art）及びＤＣＭを光コネクタにより着脱可能に構成す
ることで、部分的に保守・点検・部品交換を行なうこと
ができ、運用上のコスト削減への効果が大きい。

【００９３】ＥＤＦ２−２から出力された光信号は、後
方励起のためのポンプ光を合波するためのＷＤＭカプラ
を通過し、次にアイソレータＩＳＯ５を通過する。ＩＳ
Ｏ５は、光インラインアンプの出力端からの反射戻り光
を遮断し、ＥＤＦ２−２が戻り光によって発振しないよ
うにするために設けられている。また、ＩＳＯ５を通過
した光信号は、ＷＤＭカプラを通過する。このＷＤＭカ
プラは、波長の異なる光信号を合波するのではなく、主
信号のみを通過させて、ＥＤＦ２−２やＥＤＦ２−１あ
るいは、ＥＤＦ１のＥＤＦのポンプ光が光インラインア
ンプの外部に出力されないようにするものである。すな
わち、主光信号の進行方向と逆方向に進行する光はアイ
ソレータによって遮断することが出来るが、光主信号と
同方向に進行する光はアイソレータでは遮断することが
できない。そこで、ＷＤＭカプラを主信号のみを透過す
るフィルタとして使用することによって、光インライン
アンプの外に出力されないようにするものである。

【００９４】このＷＤＭカプラを通った光信号は、ビー
ムスプリッタＢＳ７で分岐され、一方は、光スペクトル
アナライザ（光ＳＰＡ）用の出力端子へと導かれる。光
ＳＰＡは、必要時にこの端子へ取り付け、波長多重され
ている各波長（チャネル）の光信号のパワーレベルが揃
っているか否かを検査するものである。現状では、光Ｓ
ＰＡは１台で、図１９、２０に示されている光インライ
ンアンプと同程度の大きさとなるので、光ＳＰＡを組み
込むと光インラインアンプが必要以上に大きくなってし
まう。従って、波長多重されている各波長の光信号のパ
ワーが揃っているか否かは必要時に、例えば、波長多重
数を増やしたときなどのアップグレード時に光ＳＰＡを
接続して検査及び調整を行う様にする。

【００９５】ＢＳ７で分岐された光主信号は、更に、Ｂ
Ｓ８に入力されて、直進する光主信号とＯＵＴ ＰＤ７
への信号に分岐される。同じくＢＳ８に接続されている
ｊｕｎｃｔｉｏｎ ＰＤ８は、光インラインアンプの出
力端（光コネクタ５）からの反射光を監視するものであ
り、反射光の強度が高まった場合に出力端のコネクタ５
が外れているとして不図示の配線によりＬＤ４、ＬＤ
５、ＬＤ６、及びＢＳＴ１、２の励起光源に制御信号を
与え、出力を低下させて、ＥＤＦ２の利得を低下させ
る。光インラインアンプの出力端から出力される光信号
のパワーが１０ｍＷ程度より小さくなるようにＥＤＦ２
の利得を制御する。

【００９６】ＢＳ８で分岐された光信号の内、ＯＵＴ
ＰＤ７で受信された光信号はその強度が電気信号に変換
され、ＡＧＣモジュールにフィードバックされ、ＰＤ４
からの光信号と合わせてＡＧＣを行うと共に、ＡＬＣモ
ジュールにフィードバックされ、可変ＡＴＴの減衰量を
制御することにより、ＡＬＣを行う。このＡＬＣによ
り、光インラインアンプの出力パワーが一定に保たれ
る。このように、ＡＬＣにはＰＤ３からのフィードバッ
クとＯＵＴ ＰＤ７からのフィードバックとが２重にか
けられていることになる。

【００９７】ＯＵＴ ＰＤ７からＡＧＣモジュールへの
フィードバックは、ＰＤ４からのフィードバックと合わ
せて、ゲインの検出が行われ、ＬＤ４、ＬＤ５、ＬＤ
６、及び、後に説明するＢＳＴ１、ＢＳＴ２の励起光源
への制御が行われる。

【００９８】ＢＳ８から分岐されずに出力された光主信
号（増幅された波長多重光）は、後に続くＷＤＭカプラ
によって、別途処理されたＳＶ信号と合波され、光イン
ラインアンプの出力端から出力される。

【００９９】コネクタ３及びコネクタ４には、それぞれ
励起光源ユニットであるＢＳＴ２、ＢＳＴ１がそれぞれ
接続できるようになっている。ＢＳＴ１、ＢＳＴ２は、
内蔵のレーザダイオードＬＤではポンプ光のパワーが足
りない場合に、別途接続して使用するものである。例え
ば、波長多重数（チャネル数）が１から８までの間であ
る場合には、内蔵のＬＤで十分なパワーのポンプ光が得
られる。また、波長多重数（チャネル数）が９〜１６の
場合には、ＢＳＴ１を接続して使用する。波長多重数が
１７〜３２の場合には、ＢＳＴ１とＢＳＴ２を共に接続
して使用する。

【０１００】ＢＳＴ１に含まれる励起光源は、偏波の異
なる発振波長１４８０ｎｍで出力１４０ｍＷのＬＤ７と
ＬＤ８が用いられる。ＬＤ７とＬＤ８から出力される互
いに異なる偏波のポンプ光は、偏光ビームスプリッタの
ＰＢＳで偏波合成され、ピグテールファイバコードを介
してＢＳＴ１外部に出力される。偏波合成することによ
って、異なる偏波でそれぞれ出力されるＬＤのポンプ光
のパワーがほぼ１＋１＝２の関係になるので、ＬＤを複
数設けたことによる利点を有効に利用することができ
る。

【０１０１】また、ＢＳＴ１のＬＤ７、８の発振波長は
内蔵のＬＤ５、６の発振波長と異なっており、ＷＤＭ
ＰＢＳモジュールのＷＤＭカプラで波長合波（多重）さ
れている。これも同様であり、同じ波長のポンプ光を合
波しようとすると互いの位相の差異により、合波された
ポンプ光の出力が必ずしも双方のパワーを合計したもの
とはならない。しかし、もともと異なる波長のポンプ光
をＷＤＭカプラで合波すれば、理想的には、１＋１＝２
の関係が成り立ち、ＬＤからのすべての光パワーを合計
したものに近いパワーのポンプ光を得ることができる。

【０１０２】ここで、ＬＤ５、６とＬＤ７、８の発振波
長が異なっているが、ＥＤＦは、前述したように、１４
８０ｎｍ帯域に広い吸収帯域を持っており、１４６０ｎ
ｍのポンプ光も１４８０ｎｍのポンプ光も同じ帯域に吸
収され、ポンプ光として使用することが出来る。このよ
うに、ＷＤＭカプラで波長の異なるポンプ光を合波し
て、大出力のポンプ光を得ると共に、同じＥＤＦの動作
帯域で光信号の増幅作用を得ることが出来る。この様子
を図示したのが図２２である。

【０１０３】ＬＤ７とＬＤ８の出力光がＰＢＳで合波さ
れると、次にビームスプリッタ９によって分岐され、ア
ッテネータＡＴＴ３を介してＰＤ７により受信される。
このＰＤ７では、ＢＳＴ１のＬＤ７、８の出力レベルが
正常であるか否かをモニタするものである。また、ＢＳ
Ｔ１のピグテールファイバコードのコネクタ４が外れて
いるかどうか判断するために、ＬＤ７、８の出力を合波
したポンプ光のパワーレベルが１０ｍＷ程度より小さく
なっているか否かの監視も行うものである。コネクタ４
が外れたとＰＤ６での受光の結果判断された場合には、
ＡＧＣモジュールからそれぞれのＬＤに出力を弱めるよ
うに指示が出されるため、ＥＤＦ Ｍｄ１については、
励起光源ＬＤ１〜ＬＤ３のＡＰＣのレベルは低い値に設
定される。

【０１０４】ＢＳＴ１では、同じ発振波長（１４８０ｎ
ｍ）の励起光源ＬＤ７，８をＰＢＳにより偏波合成し、
励起光を供給している。且つ構成を簡単化するために、
単に、ＬＤ７，８をＯＮ／ＯＦＦさせるだけで、ＡＧＣ
やＡＬＣは行なっていない。１４８０ｎｍの発振波長を
有する半導体レーザは、出力パワーが小さい時は、短波
長側に発振波長がシフトする。例えば、発振波長が１４
６０ｎｍ近傍にシフトした場合は、ＷＤＭカプラによっ
て、発振波長１４６０ｎｍのＬＤ５，６と波長合波でき
なくなる。即ち、前述したように、このＷＤＭカプラ
は、増設用励起光源ユニットＢＳＴ１から入射された１
４８０ｎｍの励起光をＥＤＦ２−２に入力するように設
計されているため、ＢＳＴ１からの波長１４６０ｎｍの
励起光をＥＤＦ２−２に効率的に入力することがてきな
くなってしまう。そこで、ＬＤ７，８は、必ず最大パワ
ーの励起光を出力するようにして、発振波長を１４８０
ｎｍに安定化させる。例えば、チャネル数が９〜１２の
間は、ＬＤ７のみを最大パワーで動作させ、チャネル数
が１３〜１６の間では、ＬＤ７とＬＤ８とを最大パワー
で動作させるように制御すれば良い。励起パワーの調整
は、ＡＧＣモジュールにより、内蔵されたＬＤ５，６の
出力パワーを制御することにより実現できる。

【０１０５】ＢＳＴ２は、発振波長１４６０ｎｍで出力
１４０ｍＷのＬＤ９、１０と発振波長１４８０ｎｍで出
力１４０ｍＷのＬＤ１１、１２を含んでいる。ＬＤ９と
ＬＤ１０、及びＬＤ１１とＬＤ１２は、それぞれ互いに
偏波が異なっており、ＰＢＳによって偏波合成される。
更に、ＬＤ９とＬＤ１０の出力を偏波合成したものと、
ＬＤ１１とＬＤ１２を偏波合成したものとをＷＤＭカプ
ラで合波し出力する。ＢＳＴ２においても、合波された
ポンプ光は、ＢＳ１０で分岐され、アッテネータＡＴＴ
４を介して、ＰＤ１０で受光される。そして、ＰＤ１０
での受光結果から、各ＬＤが正常に動作しているか否か
が判断される。ＢＳ１０で分岐されなかったほどんどの
ポンプ光は、コネクタ３を介して、ＥＤＦ２−２に送ら
れる。ここでも、ＰＤ５によって、コネクタ３が正常に
接続されているか否かが判断され、コネクタ３が外れて
いると判断された場合には、ＬＤ９からＬＤ１２を制御
して、ＢＳＴ２から出力されるポンプ光が作業者の目に
入っても危険でない程度のパワーにまで出力が落とされ
る。このとき、ＢＳＴ２の出力パワーを検出するのはＰ
Ｄ１０である。なお、ＢＳＴ２に関しては、波長多重後
の総励起パワーをＰＤ１０でモニタしているため、先の
ＢＳＴ１の問題は無く、ＬＤ９〜ＬＤ１２を常に同時に
駆動して、ＰＤ１０への入力レベルを４段階にして良
い。

【０１０６】ＢＳＴ１あるいはＢＳＴ１とＢＳＴ２が接
続されている場合には、ＡＧＣモジュールからゲインを
一定にするための制御が施されるが、ＢＳＴ１及びＢＳ
Ｔ２のＬＤへの制御はＬＤをオンするかオフするかのい
ずれかのみ行い、微妙な調整は、内蔵のＬＤ４、５、６
の出力を調整することによって行う。

【０１０７】また、ＢＳＴ１やＢＳＴ２は、複数を１つ
のシェルフ等に入れて、光インラインアンプに接続する
形態が考えられるので、電気的な結線とポンプ光の結線
とが異なる光インラインアンプとして構成される可能性
が大きい。このような場合、最初、ブースタＢＳＴは、
１０ｍＷより出力の小さい、作業者の目に入っても問題
のない程度のポンプ光を出力している。これが光インラ
インアンプに接続されると、ＰＤ５やＰＤ６によって検
出され、コネクタ３や４が接続されたことが認識され
る。そして、ＡＧＣモジュールから更にポンプ光の出力
レベルを上げる指示が出される。ポンプ光の接続と電気
配線の接続が同じＢＳＴから同じ光インラインアンプに
なされている場合には、この段階でポンプ光の出力レベ
ルを最大にしても問題はないが、間違って結線されてい
る場合には、光インラインアンプにポンプ光が入力され
ていないＢＳＴにポンプ光の出力を上げる指示が出てし
まうことになる。電気的結線によって指示を受けたＢＳ
Ｔのポンプ光が同じ光インラインアンプに接続されてい
ない場合には、他の光インラインアンプにポンプ光が入
力されてしまうことになり、動作がおかしくなってしま
う。また、ピグテールファイバコードがどこにも接続さ
れていない場合には、強度の大きいポンプ光が外部に漏
れてしまうことになり、作業者の目等に入ったら危険で
ある。

【０１０８】そこで、光インラインアンプがＢＳＴの接
続を検出したら、次に、外部に漏れても危険でないパワ
ー（例えば、１０ｍＷ以下の安全光状態）で少しだけポ
ンプ光のパワーを大きくする様にする。光インラインア
ンプ側では、このポンプ光のパワーを上げる指示に対
し、実際にポンプ光のパワーが僅かにあがったら、ピグ
テールファイバコードの接続と電気的結線が正常になさ
れていると判断して、ＢＳＴにポンプ光のパワーを最大
にするようにＢＳＴに指示を出すようにする。

【０１０９】このように、ＢＳＴの接続の際に、作業者
に危険でないパワー（安全光状態）の範囲内で、ポンプ
光のパワーを２段階にすることによって、光インライン
アンプ側で結線が正常になされていることを確認してか
ら、ポンプ光のパワーを最大にするという手順を経るこ
とによって、パワーの非常に大きい、危険なポンプ光が
外部に漏れてしまう、あるいは、誤った光インラインア
ンプに入力されたまま気づかれないままになるという事
態を避けることが出来る。

【０１１０】図１９，２０の光インラインアンプでは、
光信号の出力はＰＤを使って、全体のパワーをモニタす
る構成となっている。したがって、波長多重数を増やし
たときに次のような問題が生じる。すなわち、光伝送路
を伝播させる光信号の各波長のパワーレベルには上限と
下限があるが、初期設置段階で４波多重で伝送していた
とする。この場合には、異なる４つの波長の各光信号の
パワーは伝送路の上限と下限の間に収まるように伝送さ
れる。ここで、波長多重数を、例えば、８波にアップグ
レードしたとすると、光インラインアンプでは、波長多
重された光信号の全体のパワーを見ているので、８波に
増えたことによる波長多重光信号の全体のパワーの増加
に伴って、ＡＬＣにより各波長の光信号のパワーを低く
抑えてしまう。これにより、各波長の光信号のパワーは
伝送路の下限値以下になってしまうことが起こる。これ
では伝送システムのパフォーマンスを維持することが出
来ない。そこで、波長多重数を増やすときには、ＳＶ信
号を使用して、各光インラインアンプに波長多重数が増
えることを通知してやる。これを受けた光インラインア
ンプは、波長多重数が増える時ＡＬＣを停止する。そし
て、光インラインアンプは、ＡＧＣアンプとして動作す
るので、波長多重数が増えてもゲイン一定で光信号を増
幅する。そして、次に、ＡＬＣを再起動して、光信号の
パワーレベルを所定値に設定し直す。新しい波長多重数
の場合の光信号の全体の設定されるべきパワーレベル
は、ＳＶ信号を介してＡＬＣモジュールに設定されるも
のとする。このようにすることによって、何ら新しい構
成を設けることなく、波長多重数の増加に対応すること
ができる。

【０１１１】また、波長多重数の増加に伴って、ポンプ
光のパワーを増加する必要があるが、本光インラインア
ンプでは、最初、ノイズ特性（雑音指数；ＮＦ）の良い
９８０ｎｍ帯域での増幅を行っておき、更に、高パワー
のポンプ光が必要になった場合には、高効率の１４８０
ｎｍ帯域を使用して増幅を行うようにする。この様子を
示したのが、図２５である。図２５においては、ＥＤＦ
の入力口から出力口に向かって横軸に距離をとってお
り、縦軸に増幅される光信号のパワーを示している。同
図に示されるように、同図上に記載されているのは、９
８０ｎｍ帯の励起光の様子と１４８０ｎｍ帯の励起光の
様子である。９８０ｎｍ帯の励起光は前方励起であるた
めに、ＥＤＦの入力口から入射され後方に行くに従って
消費されていく。また、１４８０ｎｍ帯の励起光は後方
励起であるために、ＥＤＦの出力口から入力口に向かっ
て入射され、前方に行くに従ってポンプ光が消費されて
いく。一方、光信号は入力口から出力口へ向かって伝播
するので、出力口に向かうに従ってパワーが次第に増幅
されていく。このように、９８０ｎｍ帯域で十分増幅し
てから、更に足りない分を１４８０ｎｍ帯域で増幅する
ようにすることにより、ノイズ特性の良い光信号の増幅
が可能になる。

【０１１２】図１９，２０にて説明した光インラインア
ンプの構成は、光ポストアンプ、光プリアンプにも同様
に適用される。ただし、光ポストアンプの場合は、ＳＶ
信号を入力側で波長多重光信号から分波するＷＤＭ１，
２を備えておらず、光プリアンプの場合は、ＳＶ信号を
出力側で波長多重光信号と合波するＷＤＭ３を備えてい
ない。

【０１１３】次に、図１９，２０にて説明した波長多重
用光増幅器、特に、光インラインアンプＬＷＡＷ１の制
御回路について図２６を参照して説明する。光信号モニ
タ回路１２０には、次のモニタ信号が入力される。 １）ＰＤ１で検出された前段光増幅部への光入力レベル ２）ＰＤ２で検出された前段光増幅部からの光出力レベ
ル ３）ＰＤ３で検出された可変光減衰器モジュールＶＡＴ
Ｔの光出力レベル（ＤＣＭへの光入力レベル） ４）ＰＤ４で検出された後段光増幅部への光入力レベル
（ＤＣＭからの光出力レベル） ５）ＰＤ８で検出された光コネクタからの反射光レベル ６）ＯＵＴ ＰＤ７で検出された後段光増幅部からの光
出力レベル ７）ＰＤ６，ＰＤ１０で検出された増設用励起光源ユニ
ットＢＳＴ１，ＢＳＴ２からの励起光検出信号 光信号モニタ回路１２０はこれらのモニタ結果をＡＧＣ
／ＡＰＣモジュールを構成する制御回路１３２に入力し
て励起光源モジュール１２１の各ＬＤ１〜３のバイアス
電圧をバイアス電圧制御回路１２２により制御し、ＬＤ
１〜３の出力パワーを制御する。また、温度制御回路１
２３は、各ＬＤ１〜３の温度が一定となるように制御す
る。光信号モニタ回路１２０で検出した前段増幅部とＶ
ＡＴのモニタ信号は、アナログ／ディジタル変換回路１
２４を介して、ＣＰＵ１３１に入力される。また、バイ
アス電圧制御回路１２２からはバイアス電圧値が、外気
温度センサ１２４からは、外気温度情報がＡ／Ｄ変換器
回路１２４に入力される。後段光増幅部のＡＧＣモジュ
ールについても、同様に動作する。

【０１１４】ＣＰＵ１３１は、Ｉ／Ｏｐｏｒｔから入力
される各種モニタ情報を処理し、動作状態、アラーム信
号、モニタ情報等を監視制御信号として、光サービスチ
ャネルインターフェースＯＳＣＩＷ１に出力する。ま
た、ＣＰＵ１３１は、ＯＳＣＩＷ１より受信した監視制
御情報を解析し、励起光源モジュール１２１，１３３を
ＯＮ／ＯＦＦするためにバイアス制御回路１２２，１２
７や温度制御回路１２３，１２８の起動信号を出力す
る。

【０１１５】次に、光インラインアンプＬＷＡＷ１を制
御するＣＰＵ１３１の動作について、図２７，２８の状
態遷移図を基に説明する。ＣＰＵ１３１は、３２チャネ
ルの波長多重光信号の増幅に対応可能なＷＤＭ光増幅器
の状態制御、各種モニタ・監視及び外部との通信（具体
的には、ＯＳＣを介した監視制御情報の通信）を行う。
図１の波長多重伝送システムでは、複数の波長（チャネ
ル）に異なる情報（ＯＣ−１９２，ＯＣ−４８等）を載
せて、これらを波長多重して、一本の単一モード光ファ
イバを用いて伝送する方式であり、伝送容量を飛躍的に
増大できる。このシステムに適用する光増幅器には各波
長を等しい利得で増幅する機能が要求される。また、通
信需要の増大に応じて、波長数（チャネル数）の増設・
撤去（例えば、各チャネルの伝送容量を２．４Ｇｂｐｓ
から１０Ｇｂｐｓにアップグレードする際に撤去が必要
になる。）をリモートで実施できる機能、さらに、運用
中にチャネル数の増設・撤去を可能とする機能（インサ
ービスアップグレーダビリティ）も必要とされる。これ
らに適用可能なＣＰＵ１３１の動作状態・遷移につい
て、図２７及び２８を参照しつつ説明する。 Ａ．電源断状態：光増幅器ユニットの電源が断の状態 Ｂ．入力断状態：光増幅器の入力が入力回復しきい値以
下であり、前段増幅部及び後段増幅部の励起光源ＬＤ１
〜３，ＬＤ４〜６に通電されていない状態。 Ｃ．前段安全光状態：前段増幅部のＥＤＦモジュール１
の利得は設定値（ＡＧＣ設定電圧）に達しているが、出
力は、安全光レベルになっている。ＤＣＭが未接続ある
いは光コネクタ１，２の接続不良で後段増幅部の入力レ
ベルが入力回復しきい値未満で後段増幅部の励起光源Ｌ
Ｄ４〜６は停止している状態。ＢＳＴ１、ＢＳＴ２も停
止している。 Ｄ．安全光状態：光増幅器の出力側コネクタ５が開放状
態であり、光出力パワーは人体に対して安全なレベルに
制御されている。Ｌａｓｅｒ Ｓａｆｅｔｙ機能がＯＮ
の場合はこの状態であるが、初期設定時にＬａｓｅｒ
Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｈｉｂｉｔを受信すると状態遷移は
図２８のように安全光状態を持たない。安全光ＯＦＦ
（Ｌａｓｅｒ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｈｉｂｉｔ）の状態
遷移図は、安全光状態からＡＬＣ状態への遷移の際に、
安全光ＯＮ（Ｌａｓｅｒ Ｓａｆｅｔｙ ＯＮ）の状態
遷移図の中で出力コネクタ５の接続／開放の検出をせず
に正常光状態へ遷移することに相当する。ＢＳＴ１、２
は停止している。安全光ＯＮ／ＯＦＦは安全光状態およ
び正常光状態でも受け付けて光り増幅器の動作に反映さ
せる。 Ｅ１．ＡＬＣ状態：実際に通信が可能な状態（正常光状
態）であり、波長数情報と光増幅器番号に基づいた中断
可変光減衰器による（総）出力一定制御が行なわれてい
る状態。 Ｅ２．ＡＧＣ状態：可変光減衰器ＡＴＴの減衰量が固定
されて、ＡＧＣ／ＡＰＣモジュール及びＡＧＣモジュー
ルがそれぞれ前段ＥＤＦモジュール１及び後段ＥＤＦモ
ジュール２を利得一定動作するように制御している状
態。可変光減衰器ＡＴＴの動作がＡＬＣ状態では、出力
端での波長多重光信号の総出力を一定になるように制御
していたのに対し、この状態では、平均値に固定される
（フリーズ状態と呼ぶ）。ＡＧＣ制御速度より遅く波長
数（チャネル数）増設・撤去を行えば、利得一定動作な
ので、存続するチャネル（サービスを継続するチャネ
ル）の出力には影響を与えない。正常光状態の一つであ
る。

【０１１６】また、増設用励起光源モジュールＢＳＴ１
及びＢＳＴ２は、このＡＧＣ状態において増設・撤去さ
れる。増設時の動作は、図１９，図２０にて説明した通
りである。

【０１１７】それぞれの状態及び状態遷移について、さ
らに詳細に説明する。 （１）電源断状態→入力断状態への遷移：光増幅器ユニ
ットに給電され、各電子部品のリセット、ＯＳＣからの
Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ（運用情報），Ｃｏｎｄｉｔ
ｉｏｎｉｎｇ（条件設定）を受信して、初期化設定を行
なう。また、励起光源ＬＤの温度制御は、一定値になる
までに時間を要するので、この段階で開始する。 （２）入力断状態：光増幅器のへの入力パワー（ＰＤ１
の出力）がハードウェアで設定している入力回復しきい
値以下であり、光信号モニタ回路１２０よりＣＰＵ１３
１に対して、入力断信号が出力されている状態。また
は、前段光増幅部及び後段光増幅部の励起光源ＬＤ１〜
３，ＬＤ４〜６にバイアス電流が供給されていない状
態。

【０１１８】ＣＰＵ１３１は、入力断信号を検出する
と、アラーム信号ＬＯＬ（Ｌｏｓｓｏｆ Ｌｉｇｈｔ）
をＯＳＣＩＷ１に出力する。なお、入力回復のしきい値
は、チャネル数に依存する。ＣＰＵ１３１は、入力断状
態でチャネル数を読み込んだ結果、チャネル数が０であ
ったら、入力断状態を保持する。

【０１１９】（３）入力断状態→前段安全光状態への遷
移： ＰＤ１からの光入力が、入力回復値以上であることを
検出。 前段増幅部の励起光源ＬＤ１〜３にバイアス電流の供
給が開始される。前段ＥＤＦ１の利得は、ゆるやかに設
定値までに達するように、ＡＧＣ／ＡＰＣモジュールの
時定数が設定されている。

【０１２０】ＡＬＣモジュールは、可変減衰器ＡＴＴ
の減衰量をゆるやかに低下させて、可変減衰器ＡＴＴの
波長多重光出力がゆるやかに安全光レベルとなる様に制
御する。可変減衰器ＡＴＴの出力レベルの設定（減衰
量）が人体に安全なレベル（安全光）に設定されている
ために、ＤＣＭが未接続でも人体に危険なレベルの光を
空間に放射しない様に配慮されている。この遷移では、
後段増幅部の励起光源ＬＤ４〜６にはバイアス電流を通
電しない。

【０１２１】（４）前段安全光状態：前段ＥＤＦ１の利
得は、設定値（ＡＧＣ設定電圧）に達しているが、出力
レベルは、ＡＬＣモジュールにより、安全光レベルに制
御されている。ＤＣＭが未接続あるいは接続不良で後段
ＥＤＦ２への入力レベルが入力回復しきい値未満で、後
段ＥＤＦ２の励起光源ＬＤ４〜６の動作は停止している
状態。

【０１２２】（５）前段安全光状態→安全光状態への遷
移： ＰＤ４で検出した後段増幅部への入力レベルが入力回
復しきい値以上になったことを検出。

【０１２３】ＤＣＦの損失を補償するように、ＡＬＣ
モジュールにより可変減衰器ＡＴＴの減衰量を調整。具
体的には、後段部への入力レベルの参照値（ｄＢｍ／ｃ
ｈ、例えば−１２ｄＢｍ／ｃｈ）と後段部への光モニタ
値が等しくなる様に減衰量を調整する。波長数が４波な
ら−６ｄＢｍ（＝−１２＋６）。

【０１２４】ＡＧＣモジュールにより、後段ＥＤＦ２
の励起光源ＬＤ４〜６へのバイアス電流供給を開始。Ａ
ＧＣモジュールは、後段ＥＤＦモジュール２の利得をゆ
るやかに増加。後段ＥＤＦ２の出力レベルは、安全光レ
ベルに保持されるように、安全光設定電圧が設定されて
いる。ＡＧＣモジュールは安全光設定電圧とＡＧＣ設定
電圧という２つのリファレンス値を持ち、アナログの最
大値回路を通して励起ＬＤを駆動する。

【０１２５】（６）安全光状態→ＡＬＣ状態への遷移： ＯＵＴ ＰＤ７で検出した出力光パワーとＰＤ８で検
出した反射光パワーの比が設定値を超えた場合（反射光
パワーが低下した場合）に、出力側の光コネクタ５の接
続を検出。

【０１２６】ＡＧＣ設定電圧を所定値までゆるやかに
増加させる。 安全光設定電圧を解除。 （７）ＡＬＣ状態←→ＡＧＣへの遷移： ＡＧＣモードへの切り換え信号を光サービスチャネル
より受信。

【０１２７】切り換え信号受信時点の可変減衰器ＡＴ
Ｔの減衰量をＡＬＣモジュールにより固定。光増幅器と
しては、ＡＧＣモード（利得一定制御モード）で動作す
る。

【０１２８】ＯＳＣより波長数（チャネル数）情報を
受信。増設用励起光源モジュールＢＳＴ１，ＢＳＴ２を
増設・撤去の有無をチェック。ＯＳＣにより、ＢＳＴ
１，ＢＳＴ２の接続を通知。

【０１２９】波長数（チャネル数）の増設・撤去完了
に基づいて、ＯＳＣより、ＡＧＣモードへの切り換え信
号がＯＦＦとなったことを検出。 波長数（チャネル数）に応じたＡＬＣ設定電圧に更新
し、ＡＬＣモジュールより出力。また、波長数に応じた
入力レベル及び出力レベルしきい値に更新し、ＡＬＣモ
ジュールによりＡＬＣ制御を開始。

【０１３０】（８）ＡＬＣ状態→安全光状態への遷移： ＯＵＴ ＰＤ７で検出した出力光パワーとＰＤ８で検
出した反射光パワーの比が設定値以下（反射光パワーが
増加した場合）となった場合に、出力側の光コネクタ５
の開放を検出。

【０１３１】後段ＥＤＦ２のＡＧＣモジュールの安全
光設定電圧をＯＮにする。 後段ＥＤＦ２のＡＧＣモジュールのＡＧＣ設定電圧を
低下（ＯＦＦにする）。

【０１３２】（９）ＡＧＣ状態→安全光状態： ＯＵＴ ＰＤ７で検出した出力光パワーとＰＤ８で検
出した反射光パワーの比が設定値以下（反射光パワーが
増加した場合）となった場合に、出力側の光コネクタ５
の開放を検出。

【０１３３】後段ＥＤＦ２のＡＧＣモジュールの安全
光設定電圧をＯＮにする。 後段ＥＤＦ２のＡＧＣモジュールのＡＧＣ設定電圧を
低下（ＯＦＦにする）。

【０１３４】（１０）各状態→入力断状態（Ｓｈｕｔｄ
ｏｗｎ） ＰＤ１からの入力レベルがしきい値以下となった場合
に、入力断を検出。

【０１３５】ＡＧＣモジュールのＡＧＣ設定電圧をゼ
ロに設定。 ＡＬＣモジュールの安全光設定電圧をゼロに設定。 ＡＧＣ／ＡＰＣモジュールのＡＧＣ設定電圧をゼロに
設定。

【０１３６】ＡＬＣモジュールのＡＬＣ設定電圧をゼ
ロに設定。 さて、次に、図１の波長多重システムにおいて、光サー
ビスチャネルＯＳＣを用いて、チャネルを増設・撤去す
る場合のシーケンスを図２９〜３９を用いて説明する。

【０１３７】図１の波長多重システムにおいて、チャネ
ルの増設・撤去は、波長１５１０ｎｍの光サービスチャ
ネルＯＳＣのＤＳ１フレーム（図１１）によりオンライ
ン（インサービス状態）で制御される。チャネル増設・
撤去のための制御信号は、ＤＳ１フレームのＯＳＣ−Ａ
ＩＳバイト（タイムスロット９）を用いて送信される。
このＯＳＣ−ＡＩＳバイトの内容を図２９、３０に示
す。また、チャネル増設・撤去時において、各光増幅器
（ＴＷＡＡ，ＬＷＡＷ１〜３，ＲＷＡＢ）の動作シーケ
ンスを図３１〜３６に示す。また、動作フローチャート
を図３７，３８、３９に示す。

【０１３８】まず、チャネルの増設・撤去時、オペレー
タは、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡのコンソールを用い
て、チャネル１〜３２のビットレート（２．４Ｇｂｐｓ
又は１０Ｇｂｐｓ）及びチャネル１〜３２がインサービ
ス（ＩＳ）状態かアウトオブサービス（ＯＯＳ）状態か
を示すＰｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ情報（運用情報）を入
力し、増設・撤去するチャネルの運用情報を更新する。
（図３７のＳ１，図３１） これらの運用情報は、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡのＯ
ＳＣインターフェースＯＳＣＩＡ）に送信される。ＯＳ
ＣＩＡは、各チャネルのビットレート情報（ＷＣＲ）及
びＩＳ／ＯＯＳ情報（ＷＣＳ）をＯＳＣのタイムスロッ
ト２３のマルチフレームバイト中のＷＣＲバイト及びＷ
ＳＣバイトを用いて、各光中継器１〜３及び対局の波長
多重分離装置ＷＭＵＸＢの各ＯＳＣＩＷ１〜３，ＯＳＣ
ＩＢへ送信するとともに、図２９、３０に示すように、
ＯＳＣ−ＡＩＳバイトのコマンドｃを用いて、ＷＣＲ及
びＷＣＳバイトの変更の通知する。

【０１３９】次に、オペレータは、コンソールにより、
各光増幅器（ＴＷＡＡ，ＬＷＡＷ１〜３，ＲＷＡＢ）を
ＡＬＣモードからＡＧＣモードに移行するためのコマン
ドを入力する。このコマンドは、ＯＳＣＩＡに送信され
るとともに、ＴＷＡＡのＣＰＵに送信される。光ポスト
アンプＴＷＡＡは、ＡＬＣモードからＡＧＣモードに移
行する。ＯＳＣＩＡは、図２９、３０に示すようにＯＳ
ＣのＤＳ１フレームのＯＳＣ−ＡＩＳバイトのビットｂ
２〜ｂ５を所定パターンに設定して各光増幅器（ＬＷＡ
Ｗ１〜３，ＲＷＡＢ）の光サービスチャネルインターフ
ェースＯＳＣＩＷ１〜３及びＯＳＣＩＢに送信する。
（図３２，図３７〜３９のＳ２） 光サービスチャネルインターフェースＯＳＣＩＷ１〜３
及びＯＳＣＩＢは、ＯＳＣ−ＡＩＳバイトのｂ２〜ｂ５
の内容を各光増幅器のＣＰＵに通知する。ＣＰＵは、Ａ
ＬＣモードからＡＧＣモードへの移行コマンドを検出し
た場合、ＡＬＣモードからＡＧＣモードへ移行を制御す
る。各光中継器１〜３及び波長多重分離装置ＷＭＵＸＢ
において、光インラインアンプＬＷＡＷ１〜３、光プリ
アンプＲＷＡＢのＡＧＣモードへの移行が完了すると、
ＯＳＣのタイムスロット５〜６のＤＣＣバイトを用い
て、ＷＭＵＸＡに通知する。（図３３，図３７〜３９の
Ｓ３） ＭＣＡユニットは、チャネル数の増設・撤去の際に、各
光増幅器の増設用励起光源ＢＳＴ１及びＢＳＴ２の増設
・撤去が必要かどうかを判断する。必要な場合は、ＯＳ
Ｃ−ＡＩＳバイトのコマンドｄを用いて、各光中継器１
〜３及び波長多重分離装置ＷＭＵＸＢにＢＳＴ１，２が
接続有無の確認を指示する。また、自装置（ＷＭＵＸ
Ａ）の光ポストアンプＴＷＡＡの増設用励起光源ＢＳＴ
１，２接続状態の確認を光ポストアンプＴＷＡＡのＣＰ
Ｕに指示する。例えば、チャネル数が１〜８の場合は、
内蔵励起光源ＬＤ１〜６による励起光パワーのみを利用
し、チャネル数９〜１６の場合は、内蔵励起光源ＬＤ１
〜６に加え、増設用励起光源ＢＳＴ１を動作させて、励
起光パワーを増加させることが必要であり、さらに、チ
ャネル数が１７〜３２の場合には、ＢＳＴ１とＢＳＴ２
の両方を動作させることが必要である。各光中継器１〜
３の光インラインアンプＬＷＡＷ１〜３のＢＳＴ１及び
２の接続確認情報は、ＯＳＣのＤＣＣバイトを用いて送
信され、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡの管理装置ＭＣＡ
にて確認される。（図３７〜３９のＳ４） 次に、実際に、チャネルの増設・撤去を実施する。（図
３４，図３７〜３９のＳ５） 次に、波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵＸＢのＳＡ
ＵＡ及びＳＡＵＢのＣＰＵは、新たなチャネル情報に基
づいて、設定値を更新する。そして、増設・撤去するチ
ャネルに対応する光可変減衰器ＶＡＴＡ１〜３２及びＶ
ＡＴＢ１〜３２の減衰量を最大にして、ＳＡＵＡによ
り、このチャネルが入力断状態となっていることを確認
する。確認後、波長分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵＸＢの
光可変減衰器ＶＡＴＡ１〜３２及びＶＡＴＢ１〜３２の
減衰量は、スペクトラムアナライザＳＡＵＡ，ＳＡＵＢ
のＣＰＵ及び光可変減衰器ユニットＶＡＴＡ，ＶＡＴＢ
のＣＰＵにより調整され、最適値に設定される。（図３
７〜３９のＳ６〜Ｓ９） ＭＣＡは、各光中継器１〜３及び波長多重分離装置Ｂに
対して、波長（チャネル）情報の更新を指示するコマン
ドを送信する。このコマンドは、ＯＳＣＩＡにより、Ｏ
ＳＣ−ＡＩＳバイトのコマンドｇとしてＯＳＣで送信さ
れる。各波長多重分離装置ＷＭＵＸＡを含め、光中継器
１〜３及び波長多重分離装置ＷＭＵＸＢは、ＷＣＲ，Ｗ
ＣＳバイトの情報を用いて、チャネル情報を更新する。
図２６〜図２８において説明した、光増幅器のＣＰＵが
用いる各種しきい値及び設定値も、更新されたチャネル
情報に基づいて変更される。（図３７〜３９のＳ１１） 各光中継器１〜３及び波長多重分離装置ＷＭＵＸＢは、
ＡＬＣモードへの移行準備確認をＯＳＣのＤＣＣバイト
を用いて、ＭＣＡに通知する。（図３７〜３９のＳ１
２） 次に、管理装置ＭＣＡから、ＡＧＣモードからＡＬＣモ
ードへの移行を全光増幅器に指示する。ＡＧＣモードか
らＡＬＣモードへの通知は、ＯＳＣのＯＳＣ−ＡＩＳバ
イトのコマンドｈを用いて行なう。各光増幅器のＣＰＵ
は、ＯＳＣから、このコマンドｈを受信すると、ＡＧＣ
モードからＡＬＣモードへ移行するように制御する。Ａ
ＬＣモードへの移行が完了すると、各光中継器１〜３及
び波長多重分離装置ＷＭＵＸＢは、ＯＳＣのＤＣＣを用
いて、ＭＳＣＡに対して、ＡＬＣモードへの復帰完了、
即ち、各光増幅器が正常光状態で動作していることを通
知する。（図３５，図３７〜３９のＳ１３） なお、各光中継器１〜３において、光サービスチャネル
ＯＳＣの障害（監視制御光信号断（Ｌｏｓｓ Ｏｆ Ｌ
ｉｇｈｔ），監視制御チャネル未実装（Ｌｏｓｓ Ｏｆ
Ｆａｃｉｌｉｔｙ），パリティチェックビットによる
受信エラー検出）を検出すると、ＯＳＣ−ＡＩＳバイト
のｂ１ビットにフラグを立て、下流側に通知する。

【０１４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、波長多重光通信システムに要求されるさまざま
な課題を解決した光増幅器を提供し、この光サービスチ
ャネルによりこれらの光増幅器をインサービス（オンラ
イン）で制御することが可能となる。

【０１４１】以上の説明では、波長多重された光信号を
例に説明したが、実施例の光増幅器は、単一波長の光信
号にも適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】波長多重伝送システムのシステム構成を示す図
である。

【図２】ＳＯＮＥＴのＳＴＳ−１フレームフォーマット
を示す図である。

【図３】ＳＴＳ−１フレームフォーマットのセクション
オーバヘッド（ＳＯＨ）及びラインオーバヘッド（ＬＯ
Ｈ）を説明するための図である。

【図４】ＳＴＳ−１フレームのオーバヘッド部のバイト
割り当てを説明するための図である。

【図５】ＳＴＳ−１フレームをｎフレームバイト多重し
て得られるＳＴＳ−ｎフレームを説明するための図であ
る。

【図６】ＯＣ−１９２（ＳＴＳ−１９２）のフレームフ
ォーマットを示す図である。

【図７】図１の波長多重システムの各波長の光信号の波
長配置（チャネル配置）を説明するための図である。

【図８】波長多重分離装置ＷＭＵＸＡ，ＷＭＵＸＢの基
本構成を示す図である。

【図９】光インラインアンプＬＷＡＷ１〜３の基本構成
を示す図である。

【図１０】既存伝送装置の光信号波長を図６のチャネル
配置に従って波長変換するためのトランスポンダの基本
構成を示す図である。

【図１１】光サービスチャネルのフレームフォーマット
を示す図である。

【図１２】光サービスチャネルＯＳＣの各タイムスロッ
トに挿入されるバイト情報の内容を説明するための図で
ある。

【図１３】光サービスチャネルＯＳＣのタイオスロット
２３のマルチフレームバイトの１マルチフレームの構成
を説明するための図である。

【図１４】波長多重分離装置の光サービスチャネルイン
ターフェースＯＳＣＩＡの信号受信部の基本構成を示す
図である。

【図１５】波長多重分離装置の光サービスチャネルイン
ターフェースＯＳＣＩＡの信号送信部の基本構成を示す
図である。

【図１６】光中継器の光サービスチャネルインターフェ
ースＯＳＣＩの基本構成を示す図である。

【図１７】図１４〜図１６のＲＷＡＡ、ＴＷＡＡ及びＬ
ＷＡＷ１に設けられるＯＳＣインタフェースＯＳＣＩ
Ｂ、ＯＳＣＩＡ、ＯＳＣＩＷ１とオーバヘッドシリアル
インタフェースＯＨＳとのインタフェースを説明する図
である。

【図１８】図１の波長多重伝送システムにおける光信号
パワーとノイズとの関係を説明するための図である。

【図１９】光増幅器の具体的構成を示す図（その１）で
ある。

【図２０】光増幅器の具体的構成を示す図（その２）で
ある。

【図２１】光増幅器の動作を説明するための図（その
１）である。

【図２２】光増幅器の動作を説明するための図（その
２）である。

【図２３】光増幅器の動作を説明するための図（その
３）である。

【図２４】光増幅器の動作を説明するための図（その
４）である。

【図２５】光増幅器の動作を説明するための図（その
５）である。

【図２６】図１９と図２０の光増幅器の制御部の構成を
説明するための図である。

【図２７】光増幅器の制御部の動作を説明するための図
（その１）である。

【図２８】光増幅器の制御部の動作を説明するための図
（その２）である。

【図２９】チャネル数の増設・撤去時に用いられるＯＳ
Ｃの監視制御情報の詳細を説明するための図（その１）
である。

【図３０】チャネル数の増設・撤去時に用いられるＯＳ
Ｃの監視制御情報の詳細を説明するための図（その２）
である。

【図３１】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その１）である。

【図３２】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その２）である。

【図３３】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その３）である。

【図３４】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その４）である。

【図３５】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その５）である。

【図３６】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その６）である。

【図３７】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その７）である。

【図３８】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その８）である。

【図３９】チャネル数の増設・撤去時の各光増幅装置の
動作シーケンスを説明するための図（その９）である。

【符号の説明】

１０ オーバヘッド １１ ＳＯＨ １２ ＬＯＨ １３ ポインタバイト ２０ ペイロード ２−１ 可変光減衰器 ２−２ モニタ ２−３、４−１、５−１、６−１、３１−５ ＣＰ
Ｕ ２−４、４−３ ＯＳＣＩＡ ２−５ カプラ ３−１ マルチプレクサ ４−２ 電気／光変換器 ４−４、４−５、６−４、６−５ 光増幅部 ４−６、４−７、６−６ カプラ ５−２ スペクトルアナライザ ６−２ 光／電気変換部 ６−３ ＯＳＣＩＢ ７−１ デマルチプレクサ ８−１、３２−１、３３−３、４２−１、４３−３
光電変換部 ８−２、９−３、３２−２、４２−２ ＨＵＢ ８−３、３２−３、４１−３、４２−３ ＯＨＳ ８−４、３２−４、４２−４ モニタ ８−５、３２−５、４２−５ アラーム発生部 ９−１、３３−１、４３−１ ＰＣＩ ３１−１ プレアンプ ３１−２ ポストアンプ ３１−３、４１−１ 光／電気変換部 ３１−４、４１−２ 電気／光変換部 ３１−６ ＯＳＣＩＷ１ ５２、９２ ＣＭＩデコーダ ５３、９４ フレーム同期部 ５４、７８、９３、１０６ ＰＧ ５５、９５ 保護部 ５６、７５、９６、１０３ ＢＩＰ演算部 ５７、９８ 比較部 ５８、９７ デマルチプレクサ ５９、９９ 保持部 ６０、１００ 三段保護部 ６１、１０２ セレクタ ７１ チェック処理部 ７２、１０４ マルチプレクサ ７３ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ ７４ コンディション監視部 ７６ マルチプレクサ ７７、１０７ デジタルＰＬＬ ７９、１０５ フレーム生成部 ８０、１０８ ＣＭＩコーディング部 １２０ 光信号モニタ回路 １２１、１２６ 励起ＬＤモジュール １２２、１２７ バイアス制御回路 １２３、１２８ 温度制御回路 １２４、１２９ 外部温度センサ １２５、１３０ ＡＤ／ＤＡコンバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上釜 貴美男 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 坂本 剛 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長の異なる複数の光信号を波長多重する
   手段と、 複数のタイムスロットからなるフレーム信号の所定のタ
   イムスロットに波長多重する光信号の増減に関する情報
   を載せ、監視制御用フレーム信号を出力する手段と、 該光信号の波長とは異なる波長の光信号で該監視制御用
   光信号を送信する手段とを備えたことを特徴とする波長
   多重伝送システム。