JPWO2020171103A1

JPWO2020171103A1 - 光増幅器、及びその制御方法

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Publication number: JPWO2020171103A1
Application number: JP2021502066A
Authority: JP
Inventors: 成行柳町; タヤンディエドゥガボリエマニュエルル
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: WO2020171103A1; JP7136319B2; US20220115830A1; US11824320B2

Abstract

マルチコア光ファイバを用いた光増幅器を安定的に制御することが可能な、光増幅器、及びその制御方法を提供する。光増幅器は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、上記マルチコア光ファイバの上記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、上記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む。

Description

本発明は、光増幅器、及びその制御方法に関し、特に光ファイバ増幅器の利得制御などに関する。

近年、スマートフォンに代表される携帯端末の急速な普及と、端末の高度化による高精細画像等の大容量データ通信により、ネットワークに流れるトラフィックは急速な伸びを続けている。ある調査によると、国内の２０１６年度のブロードバンド契約者の総ダウンロードトラフィックは約８．３Ｔｂｐｓで年率約５２％の割合で増大を続けており、今後もトラフィックの増大が見込まれている。これに対し、大容量通信を支えるコアネットワークでは、複数の異なる波長の光信号を１本の光ファイバに多重して伝送する波長分割多重技術（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）など、大容量化技術の開発が進められてきた。しかしながら、ＷＤＭで利用できる波長数は限られているため、近い将来、ＷＤＭによる通信容量の増大は頭打ちとなることが予想されている。

これに対し、近年、光ファイバ１本当たりの伝送容量拡大を目的として、１つのクラッド内に複数のコアを充填するマルチコア光ファイバの研究開発が進められている。図１に一例として７コアのマルチコア光ファイバ（Multi Core Fiber：ＭＣＦ）の構造を示す。なお、ＭＣＦは大別して、非結合型ＭＣＦと結合型ＭＣＦが開発されている。非結合型ＭＣＦはコア間の間隔を離し、コア間のクロストークを抑えた光ファイバである。非結合型ＭＣＦでは、それぞれのコアを独立した光伝送路として用いることができるので、これまでのシングルモード光ファイバ（Single Mode Fiber：ＳＭＦ）用に開発された光通信技術をそのまま活用することが可能である。一方、結合型ＭＣＦは、コア間隔を詰めて、高いコア密度を実現した光ファイバである。結合型ＭＣＦでは、それぞれのコア間でクロストークが生じるため、光受信器においてＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を用いたＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）処理が必要である。

図２に一例として、４コアの非結合型ＭＣＦ及び４コアの結合型ＭＣＦの構造図を示す。次に、図３にＭＣＦを用いた光ネットワークの構成を示す。なおネットワークの形態には、送受信ノードを対向して配置するポイント−ポイント型、送受信ノードを円周上に配置するリング型、送受信ノードをメッシュ状につなぐメッシュ型があるが、ここでは説明を簡素化するため１つの送受信端のノードに関する部分のみを記載する。光ネットワークは、送信ノードや受信ノードが有する送受信器の一例としてのトランスポンダ（Transponder：ＴＰＮＤ）５０３、伝送路である光ファイバの一例としてのマルチコア光ファイバ５０１、及び伝送路の光損失を補償する光増幅器の一例としてのマルチコア光ファイバ増幅器５０２を、含んで構成される。

本発明は光増幅器の安定動作に関するものであるため、光増幅器について詳しく説明する。マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（Multi Core Erbium Doped Fiber Amplifier：ＭＣ−ＥＤＦＡ）の構造には、クラッドを励起して一括してコア内の光信号を増幅するクラッド一括励起方式、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が提案されているが、一例としてコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡについて図４を用いて説明する。図４のコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡは、利得媒体である結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ（結合型ＭＣ−ＥＤＦ）５１、及びＳＭＦ５２と結合型ＭＣ−ＥＤＦ５１を接続する変換媒体（Fan In：ＦＩ５３、Fan Out：ＦＯ５４）を含む。さらに図４のコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡは、波長９８０ｎｍあるいは１４８０ｎｍのシングルモード励起光源（Single Mode Laser Diode：ＳＭ−ＬＤ）５５、及びＳＭ−ＬＤ５５を利得媒体に結合するためのＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ５６を含む。さらに図４のコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡは、入力側及び出力側に配置される光パワーモニタ（Power Monitor）の一例としての入力光パワーモニタ５７及び出力光パワーモニタ５８、及びコントローラ５９を含む。

図４のコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡの動作を説明する。ＭＣＦ光伝送路（図示せず）を一旦ＳＭＦ５２に変換し、ＷＤＭカプラ５６でそれぞれのＳＭＦ５２にＳＭ−ＬＤ５５から光信号を重畳後、再度ＦＩ５３により結合型ＭＣ−ＥＤＦ５１に変換する。結合型ＭＣ−ＥＤＦ５１を通過する間にＳＭ−ＬＤ５５からの光パワーが主信号に移動することにより、主信号が増幅され、主信号の利得を高めることができる。図４のコア個別励起方式のＭＣ−ＥＤＦＡでは、入力光パワーモニタ５７及び出力光パワーモニタ５８により入出力の光パワーを測定し、それをもとにコントローラ５９が励起光源であるＳＭ−ＬＤ５５の光パワーを制御することにより、光増幅器の利得が制御される。

特許文献１はマルチコア光ファイバ増幅器に関するものであり、マルチコア光ファイバが配置されたクラッド部に励起光導入光ファイバを配置し、励起光導入光ファイバへ励起光を導入することが提案されている。特許文献２はマルチコア光ファイバ増幅器に関するものであり、マルチコア光ファイバのコア部に励起光を入力するとコア部に添加された増幅媒体が光励起状態となり、光増幅可能な状態となること、これによりコア部に入力された信号光をコア部で光増幅させながら伝搬させることが提案されている。

国際公開第２０１２／１７３２７１号特開２０１５−００５６６７号公報

光増幅器の制御方式には、利得一定制御（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）、出力一定制御（Automatic Level Control：ＡＬＣ）、励起電流一定制御（Automatic Power Control：ＡＰＣ）など、がある。これらの各制御は、光パワーモニタによる入出力の光パワーを測定し、それをもとにコントローラが励起光源の光パワーを制御することにより行われる。これらの技術は、コア間のクロストークの影響が少ない光ファイバ増幅器の増幅方法であり、コア間のクロストークが大きい結合型ＭＣ−ＥＤＦＡにおいては安定的な増幅を行うことが困難であるという課題がある。

図５に、結合型ＭＣ−ＥＤＦＡにこれまでの制御方式を適用した場合を想定した、結合型ＭＣ−ＥＤＦＡの動作を示す。例えば、主信号の入力光パワーが全て等しく、光ファイバ増幅器で同一の利得を得る場合を想定する。図５の左下のグラフのように、４つのチャネル（ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３及びｃｈ４）について主信号の入力光パワーが全て等しい場合、マルチコアのそれぞれのコアへ励起光パワーを一定に印加する方法がとられる。クロストークが発生するようなマルチコア光ファイバ、例えば結合型ＭＣＦに同一な制御を適用すると、４つのチャネル（ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３及びｃｈ４）についてクロストークにより励起光が励起媒体通過中に不均一となってしまい、結果として、図５の右下のグラフのように同一の利得を得ることができない、という課題がある。

したがって本発明の目的は、マルチコア光ファイバを用いた光増幅器を安定的に制御することが可能な、光増幅器、及びその制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る光増幅器は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、
上記マルチコア光ファイバの上記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
上記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む。

本発明に係る光増幅器の制御方法は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器の制御方法であって、
上記マルチ光コアファイバの上記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
上記マルチ光コアファイバを通過した媒体通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する。

本発明によれば、マルチコア光ファイバを用いた光増幅器を安定的に制御することができる。

７コアのマルチコア光ファイバの一例を示す構造図である。４コアの非結合型及び結合型マルチコア光ファイバの一例を示す構造図である。マルチコア光ファイバを用いた光ネットワークの一例を示す構成図である。コア個別励起方式のマルチコア光ファイバ増幅器を説明するためのブロック図である。結合型ＭＣ−ＥＤＦＡにこれまでの制御方式を適用することを想定した場合を説明するためのブロック図である。ネットワークの構成図である。図６のネットワークのノードの構成図である。本発明の実施形態に関連するネットワークの構成図である。本発明の第１実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡの構成図である。第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。第２実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡの構成図である。第３実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡの構成図である。第３実施形態の動作を示すフローチャートである。第４実施形態の光通信ネットワークの構成図である。第４実施形態の動作を示すフローチャートである。上位概念の実施形態の光増幅器の構成図である。

本発明の具体的な実施形態について説明する前に、本発明の実施形態の概要について説明する。本発明ではマルチコア光ファイバ増幅器の一例として、結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ）の動作において、コア毎の光パワーモニタ及びクロストークモニタを用いて各コアの光パワー、クロストークを測定し、測定結果に基づきコアに注入する励起光パワーを制御する。本発明の実施形態が対象とする、コア間のクロストークとは、光ファイバ増幅器の構造や環境などで決まる。あるコアから別のコアへのクロストークは、係数として構造的に決まり、この係数に入力される光信号量を掛け算することで、その絶対量が決まる。

第一の手法として、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量を測定し、（利得）＝（自己利得及びクロストーク利得からなる利得係数）×（励起光パワー）の関係式を用いて所望の利得が得られるよう励起光パワーを制御する。

第二の手法として、第一の手法で算出した利得係数Ｘに基づき、励起光パワーと利得の関係を２次元の表にしたテーブルを参照し、所望の利得が得られるよう励起光パワーを制御する。

第三の手法として、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量を用いて、各コアから他のコアへのクロストーク量の影響が等しくなる条件に設定後、余剰利得を除去することにより、所望の利得を得る。

第四の手法として、上記第一から第三の手法を用いた結合型ＭＣ−ＥＤＦＡを用いることにより光ネットワークの安定した通信設定を行う。

本発明の実施形態の光増幅器によれば、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

さらにこのような光増幅器を用いた、本発明の実施形態の光通信ネットワークによれば、安定した通信設定が可能になる。

〔第１実施形態〕
初めに、本発明の第１実施形態について説明する。図６は、本発明が適用される光通信ネットワークの一例を示す構成図である。図６のネットワーク１００は、ノード１０１と、クライアント（図示せず）からのパス設定要求を受け付けて経路探索を行い、経路探索の結果に基づき各ノード１０１に切り替え等の指示を行うネットワーク管理システムの一例としてのＮＭＳ１０２と、を含んで構成される。

図７は、図６のネットワーク１００の各ノードなどをより具体的に説明するための構成図である。ノード１０１は、光スイッチ２０３、トランスポンダ側ポート２０４、マルチキャスト光スイッチ２０５、トランスポンダ２０６、及びノードコントローラ２０７を含む。

光スイッチ２０３は、光伝送路２０１からの波長多重光信号を光のまま波長単位で経路を切り替え、光伝送路２０１へ再度送出するとともに、当該ノード１０１で光伝送路２０１から分岐する波長多重光信号、及び、当該ノード１０１で光伝送路２０１へ挿入する波長多重光信号を波長単位で分岐・挿入ポート２０２側に切り替える。

マルチキャスト光スイッチ２０５は、任意の分岐・挿入ポート２０２と任意のトランスポンダ側ポート２０４とを波長単位で接続する。トランスポンダ２０６は、トランスポンダ側ポート２０４へ接続され、任意の波長の光信号を受信あるいは、送信する。ノードコントローラ２０７は、ＮＭＳ１０２からの指示を受け、ノード内デバイス（光スイッチ２０３、マルチキャスト光スイッチ２０５、やトランスポンダ２０６）を制御する。

ノード１０１とノード１０１との間は光伝送路２０１で接続されており、光伝送路２０１には光伝送路２０１の損失を補償する光増幅器２０８が挿入されている。

ここで、ノード１０１の各構成要素について詳しく説明する。光スイッチ２０３は伝送される波長多重光信号の内、任意の波長挿入分岐が可能なスイッチで、現在、ＷＳＳ（Wavelength Selectable Switch）が広く利用されている。マルチキャスト光スイッチ２０５は、任意のトランスポンダ２０６を光スイッチ２０３の任意のポートに接続する光スイッチである。マルチキャスト光スイッチ２０５には、現在、方路制約、波長制約、波長競合のないいわゆるＣＤＣ（Colorless, Directionless and Contentionless）機能をもつ光スイッチが用いられる。

図８は、図６のネットワーク１００の構成のうち、本発明の実施形態の構成を説明するため関係する一部を抜き出した図である。図８のネットワークは、送信ノード及び受信ノードのトランスポンダ２０６、トランスポンダ２０６からの光信号を伝送する光伝送路２０１の一例としての結合型マルチコア光ファイバ（結合型ＭＣＦ）、及び光伝送路に挿入され光伝送路の伝送損失を補償する光増幅器２０８の一例としての結合型マルチコア光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ）を含んで構成される。なお、図８には図示していないが、送信ノードでの各トランスポンダの波長の合波、受信ノードでの各トランスポンダの波長の分波は、図７に示す送信ノード、受信ノードとなるノード１０１に設置された光スイッチ２０３が行う。

次に、本発明の第１実施形態の光増幅器について説明する。図９に本発明の第１実施形態の光増幅器の一例としてマルチコア光ファイバ増幅器を示す。図９は結合型マルチコア光ファイバ増幅器であり、特に各コアへ増幅媒体としてのエルビウム（Ｅｒ）イオンが添加された結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ）である。図９の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が可能な構造である。

図９の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、利得媒体である結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ（結合型ＭＣ−ＥＤＦ）３０１、及びシングルモード光ファイバの一例としてのＳＭＦ３０２と結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１とを接続する変換媒体（Fan In：ＦＩ３０３、Fan Out：ＦＯ３０４）を含む。さらに図９の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、波長９８０ｎｍあるいは１４８０ｎｍのシングルモード励起光源（Single Mode Laser Diode：ＳＭ−ＬＤ）３０５、ＳＭ−ＬＤ３０５を結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に結合するための波長分割多重カプラの一例としてのＷＤＭカプラ３０６、入力側に配置される光パワーモニタ（Power Monitor）の一例としての入力光パワーモニタ３０７ａ、及び出力側に配置される光パワーモニタの一例としての出力光パワーモニタ３０７ｂを含む。さらに図９の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１の出力側に配置されるクロストークモニタ（Crosstalk Monitor）３０８、及びＦＯ３０４からの出力の一部をクロストークモニタ３０８に分岐するＷＤＭカプラ３０９を含む。さらに図９の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、クロストークモニタ３０８の測定情報をもとにＳＭ−ＬＤ３０５の励起光パワーを制御するコントローラ３１０を含む。

（第１実施形態の動作）
次に、図８、図９及び図１０を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。図１０は、図９の光増幅器の利得を設定するための動作を示すフローチャートである。

まず、図９の光増幅器による増幅動作について説明する。結合型ＭＣＦの光伝送路（図示せず）を一旦ＳＭＦ３０２に変換し、ＷＤＭカプラ３０６でそれぞれのＳＭＦの主信号にＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光を重畳した後、再度ＦＩ３０３により結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に変換する。結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１を通過する間に、ＳＭ−ＬＤ３０５からの光パワーが主信号に移動することにより主信号は増幅され、主信号の利得を得ることができる。

次に、一例として図９の光増幅器のＡＧＣ動作について説明する。図１０はＡＧＣ動作のフローチャートである。まず、ＳＭ−ＬＤ３０５の出力をあらかじめ決められた初期値に設定し、ＳＭ−ＬＤ３０５を駆動する（Ｓ１１）。次に、入力光パワーモニタ３０７ａにより各コアへの入力光パワー、及び出力光パワーモニタ３０７ｂにより媒体通過後の出力光パワーを測定する（Ｓ１２）。次に、出力側のＷＤＭカプラ３０９で主信号から残留励起光を分離し、こうして分離された残留励起光の光パワーから、クロストークモニタ３０８が励起光のクロストーク量を測定する（Ｓ１３）。

クロストークモニタの方法としては、例えば、各コアに入力するＳＭ−ＬＤ３０５の波長をずらし、どのコアからのクロストークかを区別する方法が考えられる。言い換えると、クロストークモニタ３０８が各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して、クロストークを測定することが考えられる。また他のクロストークモニタの方法としては、例えば、各コアに入力するＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光にコア毎に異なる低周波の信号を重畳し、どのコアからのクロストークか区別する等の方法が考えられる。言い換えると、クロストークモニタ３０８が異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して、クロストークを測定することが考えられる。補足すると、「ｎコア」の場合には、ｎ本の各コアに入力するＳＭ−ＬＤ３０５の波長をお互いにずらして、ｎコアのどのコアからのクロストークかを区別することが考えられる。また他のクロストークモニタの方法では、ｎ本の各コアに入力するＳＭ−ＬＤからの励起光にｎ種類のお互いに異なる周波数（低周波数）の信号を重畳してｎコアのどのコアからのクロストークかを区別することが考えられる。そしてこのような波長の識別手段、周波数の識別手段には、既存のものが利用できる。

なお、ＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光パワー、この励起光パワーによって得られる利得（光増幅器の利得）については、次の式１であらわすことができる。

［数１］

ここで、Ｐ_ｏｎはｎコアの場合の出力光パワー、Ｐ_ｉｎはｎコアの場合の入力光パワー、Ｙ_ｉｎはＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光パワーである。すなわち、ＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光パワーＹにある利得係数Ｘを掛け合わせることで、光増幅器の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）が決まる。なお、利得係数Ｘの対角項は、自分のコアに入力された励起光から得られる自己利得、対角項以外は他のコアに入力された励起光から得られるクロストーク利得である。例えば４入力、４出力の場合、利得係数Ｘは１６個の成分Ｘ_１１〜Ｘ_１４、Ｘ_２１〜Ｘ_２４、Ｘ_３１〜Ｘ_３４、Ｘ_４１〜Ｘ_４４からなる。この１６個の成分を決定するためには、４つの異なる条件でそれぞれ出力光パワー、入力光パワー、及び励起光パワーを設定して、連立方程式の数を１６まで増やせば、１６個の成分すべてを決定することができる。

出力光パワーＰ_ｏｎ、入力光パワーＰ_ｉｎ、励起光パワーＹ_ｉｎは既に測定可能であるので、式１を用いて、利得係数Ｘの対角項成分を算出することにより、利得係数Ｘを算出し決定する（Ｓ１４）。次に、所望の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）が得られる励起光パワーＹ_ｉｎを再度式１より求める（Ｓ１５）。次に、算出した励起光パワーＹ_ｉｎからＳＭ−ＬＤ３０５を再設定する（Ｓ１６）。すなわち、各コアに対応するＳＭ−ＬＤ３０５の動作としては、クロストーク量が大きく他のコアへの信号の移動が多いときは、それを補正するためＳＭ−ＬＤ３０５の設定値を大きくする動作となる。逆に、クロストーク量が小さく他のコアへの信号の移動が少ないときは、それを補正するためＳＭ−ＬＤ３０５の設定値を小さくする動作となる。また、動的にクロストーク量が変化した場合でも、それを補正するように上記の動作がなされるため常に安定した利得を得ることができる。こうして、光増幅器の利得を設定する動作を完了する。

（第１実施形態の効果）
本実施形態の光増幅器によれば、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

すなわち、ＳＭＦ３０２の各コアへの入力光パワーを入力光パワーモニタ３０７ａで測定し、結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１を通過した媒体通過後の出力光パワーを出力光パワーモニタ３０７ｂにより測定し、出力側のＷＤＭカプラ３０９で主信号と分離された残留励起光の光パワーから、クロストークモニタ３０８が励起光のクロストーク量を測定する。こうして測定された入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する、ＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光パワーＹを制御している。これにより結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１のような、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態による光増幅器について、説明する。図１１に本発明の第２実施形態の光増幅器の一例としてマルチコア光ファイバ増幅器を示す。図１１は第１実施形態と同様に、結合型マルチコア光ファイバ増幅器であり、特に結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ）である。図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、上述した第１実施形態と同様に、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が可能な構造である。第１実施形態と同様な要素には同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。

（第２実施形態の構成）
図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態と同様に、利得媒体である結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１、シングルモード光ファイバの一例としてのＳＭＦ３０２と結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１とを接続する変換媒体（ＦＩ３０３、ＦＯ３０４）を含む。さらに図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態と同様に、波長９８０ｎｍあるいは１４８０ｎｍのシングルモード励起光源であるＳＭ−ＬＤ３０５、及びＳＭ−ＬＤ３０５を結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に結合するための波長分割多重カプラの一例としてのＷＤＭカプラ３０６を含む。さらに図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態と同様に、入力側に配置される入力光パワーモニタ３０７ａ、及び出力側に配置される出力光パワーモニタ３０７ｂ、結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１の出力側に配置されるクロストークモニタ３０８、及びＦＯ３０４からの出力の一部をクロストークモニタ３０８に分岐するＷＤＭカプラ３０９を含む。

図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、主信号の入力光パワーからＳＭ−ＬＤ３０５の出力を決定するためのテーブルの一例としてのポンプテーブル（Pump table）が付加されている。ポンプテーブル３１１は、上述した第１実施形態で算出した利得係数Ｘに基づき、励起光パワーＹ_ｉｎと利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）の関係を２次元の表にしたものである。ポンプテーブル３１１を参照することにより、所望の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）を得る励起光パワーＹ_ｉｎを簡便に決定することができる。本発明の実施形態が対象とする、コア間のクロストークは、伝送路をいったん設置すると大きくは変化しないと考えられる。よって初期の導入時に１回測定し、テーブル化することにより、運用時に波長数を変更する場合に、クロストーク絶対量を迅速に計算することができる。

さらに図１１の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、クロストークモニタ３０８の測定情報をもとに、またポンプテーブル３１１を参照することにより、ＳＭ−ＬＤ３０５の励起光パワーを制御するコントローラ３１０ａを含む。

（第２実施形態の動作）
次に、図１１を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。まず、図１１の光増幅器による増幅動作について説明する。第１実施形態と同様に結合型ＭＣＦの光伝送路（図示せず）を一旦ＳＭＦ３０２に変換し、ＷＤＭカプラ３０６でそれぞれのＳＭＦの主信号にＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光を重畳した後、再度ＦＩ３０３により結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に変換する。結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１を通過する間に、ＳＭ−ＬＤ３０５からの光パワーが主信号に移動することにより主信号は増幅され、主信号の利得を得ることができる。

次に、一例として図１１の光増幅器のＡＧＣ動作について説明する。ポンプテーブル３１１には、上述した第１実施形態で算出した利得係数Ｘに基づき、励起光パワーＹ_ｉｎと利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）の関係が保持されている。よって所望の利得が得られる励起光パワーをコントローラ３１０ａはポンプテーブル３１１を参照して求め、算出した励起光パワーからＳＭ−ＬＤ３０５を再設定して、光増幅器の利得を設定する動作を完了する。

（第２実施形態の効果）
本実施形態の光増幅器によれば第１実施形態と同様に、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

さらに本実施形態では、利得係数Ｘに基づき、励起光パワーＹ_ｉｎと利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）の関係を２次元の表にしたポンプテーブル３１１を参照することにより、光増幅器の所望の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）を得る励起光パワーＹ_ｉｎを簡便に決定することができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態による光増幅器について、説明する。図１２に本発明の第３実施形態の光増幅器の一例としてマルチコア光ファイバ増幅器を示す。図１２は結合型マルチコア光ファイバ増幅器であり、特に結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ）である。図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは、上述した第１実施形態や第２実施形態と同様に、それぞれのコアを個別に励起してコア内の光信号を増幅するコア個別励起が可能な構造である。第１実施形態や第２実施形態と同様な要素には同じ参照番号を付して、その詳細な説明は省略することとする。なお本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態と比べて簡便な設定方法を提案する。

（第３実施形態の構成）
図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態や第２実施形態と同様に、利得媒体である結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１、シングルモード光ファイバの一例としてのＳＭＦ３０２と結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１とを接続する変換媒体（ＦＩ３０３、ＦＯ３０４）を含む。さらに図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態や第２実施形態と同様に、波長９８０ｎｍあるいは１４８０ｎｍのシングルモード励起光源であるＳＭ−ＬＤ３０５、及びＳＭ−ＬＤ３０５を結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に結合するための波長分割多重カプラの一例としてのＷＤＭカプラ３０６を含む。さらに図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態や第２実施形態と同様に、入力側に配置される入力光パワーモニタ３０７ａ、及び出力側に配置される出力光パワーモニタ３０７ｂを含む。さらに図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第１実施形態や第２実施形態と同様に、結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１の出力側に配置されるクロストークモニタ３０８、及びＦＯ３０４からの出力の一部をクロストークモニタ３０８に分岐するＷＤＭカプラ３０９を含む。

さらに図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第２実施形態と同様に、主信号の入力光パワーからＳＭ−ＬＤ３０５の出力を決定するためのテーブルの一例としてのポンプテーブル（Pump table）が付加されている。ポンプテーブル３１１は、上述した第１実施形態で算出した利得係数Ｘに基づき、励起光パワーＹ_ｉｎと利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）の関係を２次元の表にしたものである。ポンプテーブル３１１を参照することにより、所望の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）を得る励起光パワーＹ_ｉｎを簡便に決定することができる。

さらに図１２の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡは第２実施形態と同様に、クロストークモニタ３０８の測定情報をもとに、またポンプテーブル３１１を参照することにより、ＳＭ−ＬＤ３０５の励起光パワーを制御するコントローラ３１０ａを含む。

さらに本実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡでは、図１２に示すように、主信号の出力光パワーから余剰利得をカットするイコライザ３１２が付加されている。

（第３実施形態の動作）
次に、図１２、図１３を用いて本実施形態の光増幅器の動作について説明する。図１３は、図１２の光増幅器の利得を設定するための動作を示すフローチャートである。

まず、図１２の光増幅器による増幅動作について説明する。第１実施形態や第２実施形態と同様に、結合型ＭＣＦの光伝送路（図示せず）を一旦ＳＭＦ３０２に変換し、ＷＤＭカプラ３０６でそれぞれのＳＭＦの主信号にＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光を重畳した後、再度ＦＩ３０３により結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１に変換する。結合型ＭＣ−ＥＤＦ３０１を通過する間に、ＳＭ−ＬＤ３０５からの光パワーが主信号に移動することにより主信号は増幅され、主信号の利得を得ることができる。

次に、一例として図１２の光増幅器のＡＧＣ動作について説明する。ＳＭ−ＬＤ３０５の出力をあらかじめ決められた初期値に設定し、ＳＭ−ＬＤ３０５を駆動する。次に、入力光パワーモニタ３０７ａにより各コアへの入力光パワー、及び出力光パワーモニタ３０７ｂにより媒体通過後の出力光パワーを測定する（Ｓ２１）。次に、測定した光パワーから所望の利得を得る各コアのＳＭ−ＬＤ３０５の設定値を算出する（Ｓ２２）。次に、参照した設定値に基づきＳＭ−ＬＤ３０５を駆動する（Ｓ２３）。次に、出力側のＷＤＭカプラ３０９で主信号と分離された励起残留光パワーから、クロストークモニタ３０８が励起光のクロストーク量を測定する（Ｓ２４）。次に、各コアのうち最小利得が所望の利得以上となるようにしつつ、かつ各コアから他のコアへのクロストーク量を同一値にして各コアのＳＭ−ＬＤ３０５を再設定する（Ｓ２５）。上述したように本発明の実施形態が対象とする、コア間のクロストークとは、光ファイバ増幅器の構造や環境などで決まる。導入時に１回測定を行い、上述した式１に基づいて利得係数ＸとＳＭ−ＬＤ３０５からの励起光パワーなどとの関係が特定できる。この関係に基づいて、各コアから他のコアへのクロストーク量を同一にすることができる。次に、再度、出力光パワーモニタ３０７ｂにより各コアの出力信号光パワーを測定する（Ｓ２６）。次に、各コアの余剰利得をイコライザ３１２でカットする（Ｓ２７）。なおこの余剰利得とは、コアの利得のうち、上記所望の利得（所望値）を超えた部分を指す。

（第３実施形態の効果）
本実施形態の光増幅器によれば第１実施形態や第２実施形態と同様に、各コアへの入力光パワー、利得媒体通過後の出力光パワー、励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

さらに本実施形態では、利得係数Ｘに基づき、励起光パワーＹ_ｉｎと利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）の関係を２次元の表にしたポンプテーブル３１１を参照することにより、所望の利得（Ｐ_ｏｎ／Ｐ_ｉｎ）を得る励起光パワーＹ_ｉｎを簡便に決定することができる。

さらに本実施形態では、イコライザ３１２をさらに含むことにより、主信号の出力光パワーから余剰利得をカットすることができ、光増幅器の各コアの利得特性をより一層所望のものに近づけることができる。このように、各コアのうち最小利得が所望の利得以上となるようにしつつ、各コアから他のコアへのクロストーク量を同一値として励起光パワーを設定し、利得が所望値を超えたコアについては、これをイコライザ３１２でカットすることにより、すべてのコアで所望の利得を得ることができる。成分が変数である利得係数Ｘを求めた後、入力光パワーＰ_ｉ１に対する、出力光パワーＰ_ｏ１及び励起光パワーＹ_ｉｎの組み合わせを計算して設定値を厳密に求める第１実施形態や第２実施形態と比べて、本実施形態では簡便に設定することができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態による光通信ネットワークについて、図１４を参照して詳細に説明する。図１４は、第４実施形態の光通信ネットワークの構成図である。

本実施形態の光通信ネットワークは、ノード１０１と、クライアント（図示せず）からのパス設定要求を受け付けて経路探索を行い、経路探索の結果に基づき各ノード１０１に切り替え等の指示を行うネットワーク管理システムの一例としてのＮＭＳ１０２と、ノード１０１とノード１０１との間の伝送路に挿入されたマルチコア光ファイバ増幅器の一例としての結合型マルチコア・エルビウムドープ光ファイバ増幅器（結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ４０１）と、を含んで構成される。本実施形態のネットワークの結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ４０１は、上述した第１実施形態乃至第３実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡのいずれの構成を用いても構わない。

（第４実施形態の動作）
次に、図１４、図１５を用いて本実施形態の光通信ネットワークの動作、特にノードへトランスポンダを増設する場合の動作について説明する。図１５は、本実施形態の光通信ネットワークの設定のための動作を示すフローチャートである。ＮＭＳ１０２が、トランスポンダを増設する必要のあるノード１０１に対して、増設する台数、波長、変調フォーマット等の設定情報を通知する（Ｓ３１）。次に、設定情報が通知されたノード１０１は、通知された設定情報に基づきトランスポンダを立ち上げる（Ｓ３２）。なお、送信が開始された増設トランスポンダの信号は、伝送路に設置された結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ４０１により増幅され、光損失が補償される。言い換えると、結合型ＭＣ−ＥＤＦＡ４０１において利得が補償される（Ｓ３３）。次に、ネットワークのノードのうち受信ノードにおいて、送信された信号の品質を確認する（Ｓ３４）。信号品質の確認の結果、所定の信号品質が満たされていれば、送信ノードのトランスポンダと受信ノードのトランスポンダとの間で、光通信ネットワークは本信号の通信を開始する（Ｓ３５）。

（第４実施形態の効果）
本実施形態の光通信ネットワークによれば、ノード１０１間を結ぶ伝送路に挿入された光増幅器に、上述した第１実施形態乃至第３実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡを採用している。

上述した第１実施形態乃至第３実施形態の結合型ＭＣ−ＥＤＦＡによって、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても安定的な増幅を行うことができ、これにより各コア間で利得が同一となるような制御を実現している。このような光増幅器を用いた、本発明の実施形態の光通信ネットワークによれば、安定した通信設定が可能になる。

〔上位概念の実施形態〕
次に、本発明の上位概念の実施形態による光増幅器について、図１６を参照して説明する。図１６は、上位概念の実施形態の光増幅器の構成図である。本実施形態の光増幅器は、上述した詳細な実施形態と同様に、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体３５１に用いた光増幅器である。図１６の光増幅器は、入力光パワーモニタ３５２と、出力光パワーモニタ３５３と、クロストークモニタ３５４と、コントローラ３５５とを含む。入力光パワーモニタ３５２は、マルチコア光ファイバの複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする。出力光パワーモニタ３５３は、マルチコア光ファイバを通過した利得媒体３５１通過後の上記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする。クロストークモニタ３５４は、上記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタする。コントローラ３５５は、上記モニタされた入力光の光パワー、上記モニタされた出力光の光パワー、及び上記モニタされた上記コア間のクロストーク量を元に、上記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する。

本実施形態の光増幅器では、各コアへの入力光パワー、利得媒体３５１通過後の出力光パワー、及び励起残留光パワーから得られるクロストーク量から、各コアに注入する励起光パワーを制御している。これにより、コア間のクロストークが大きいマルチコア光ファイバ増幅器においても、安定的な増幅を行うことができる。これにより、各コア間で利得が同一となるように制御することができる。

〔その他の実施形態〕
以上、いくつかの実施形態を本発明の好ましい実施形態として説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。

例えば上述した実施形態では、不純物イオンドープ光ファイバの一例として、エルビウムイオンドープ光ファイバ（ＥＤＦ）、不純物イオンドープ光ファイバ増幅器の一例として、エルビウムイオンドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）で説明したが、これに限られるものではない。エルビウム以外の希土類元素、例えばイッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ツリウム（Ｔｍ）等が増幅媒体としてドープされた不純物イオンドープ光ファイバや不純物イオンドープ光ファイバ増幅器を用いて、本発明を構成することもできる。伝送される信号光の波長帯に応じて、光ファイバに添加する希土類元素イオンが選択され、不純物イオンドープ光ファイバや不純物イオンドープ光ファイバ増幅器を構成することができる。

上述した第３実施形態では、第２実施形態と同様にポンプテーブル３１１を付加した構成図で説明したが、ポンプテーブル３１１によるメリットを望まない場合にはポンプテーブル３１１を省略してもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む光増幅器。
（付記２）前記クロストークモニタは、前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定し、前記コア間のクロストーク量をモニタする、付記１に記載の光増幅器。
（付記３）前記複数のコアへの入力光に前記励起光を重畳するカプラをさらに含む、付記１又は付記２に記載の光増幅器。
（付記４）前記コントローラは、光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記１乃至付記３のいずれか一つに記載の光増幅器。
（付記５）前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルをさらに含み、
前記コントローラは前記ポンプテーブルを参照して前記励起光の励起光パワーを制御する、付記４に記載の光増幅器。
（付記６）前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットするイコライザをさらに含む、付記１乃至付記５のいずれか一つに記載の光増幅器。
（付記７）前記コントローラは、前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、付記１乃至付記６のいずれか一つに記載の光増幅器。
（付記８）前記クロストークモニタは、各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して前記クロストーク量を測定する、付記１乃至付記７のいずれか一つに記載の光増幅器。
（付記９）前記クロストークモニタは、異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して前記クロストーク量を測定する、付記１乃至付記７のいずれか一つに記載の光増幅器。
（付記１０）ノードとなる光通信機器と、前記光通信機器間を接続する光伝送路と、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システムと、前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する付記１乃至付記９のいずれか一つに記載の光増幅器と、を含む光通信ネットワーク。
（付記１１）複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器の制御方法であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、光増幅器の制御方法。
（付記１２）前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定することによって、前記コア間のクロストーク量をモニタする、付記１１に記載の光増幅器の制御方法。
（付記１３）光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記１１又は付記１２に記載の光増幅器の制御方法。
（付記１４）前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルを参照して、前記励起光の励起光パワーを制御する、付記１３に記載の光増幅器の制御方法。
（付記１５）前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットする、付記１１乃至付記１４のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
（付記１６）前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、付記１１乃至付記１５のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
（付記１７）各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して、前記クロストーク量を測定する、付記１１乃至付記１６のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
（付記１８）異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して、前記クロストーク量を測定する、付記１１乃至付記１６のいずれか一つに記載の光増幅器の制御方法。
（付記１９）ノードとなる光通信機器、前記光通信機器間を接続する光伝送路、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システム、及び前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する付記１乃至付記９のいずれか一つに記載の光増幅器を含む光通信ネットワークの制御方法であって、
前記ノードとなる光通信機器のうち送信ノードとなる光通信機器への機器増設の後に、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御することにより、前記光増幅器の利得を制御し、
前記送信ノードとなる光通信機器から前記光伝送路を経由して受信ノードとなる光通信機器へ信号光を送出し、前記受信ノードとなる光通信機器で信号品質を確認し、
前記送信ノードとなる光通信機器と前記受信ノードとなる光通信機器との間の通信を開始する、光通信ネットワークの制御方法。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は、２０１９年２月２２日に出願された日本出願特願２０１９−３０３４２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０１ノード
１０２ＮＭＳ
２０１光伝送路
２０２分岐・挿入ポート
２０３光伝送路の損失を補償する光スイッチ
２０４トランスポンダ側ポート
２０５マルチキャスト光スイッチ
２０６トランスポンダ
２０７ノードコントローラ
２０８光増幅器
３０１結合型ＭＣ−ＥＤＦ
３０２ＳＭＦ
３０３ＦＩ
３０４ＦＯ
３０５ＳＭ−ＬＤ
３０６、３０９ＷＤＭカプラ
３０７ａ入力光パワーモニタ
３０７ｂ出力光パワーモニタ
３０８クロストークモニタ
３１０，３１０ａコントローラ
３１１ポンプテーブル
３１２イコライザ
４０１結合型ＭＣ-ＥＤＦＡ

Claims

複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタする入力光パワーモニタと、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタする出力光パワーモニタと、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタするクロストークモニタと、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御するコントローラと、を含む光増幅器。
前記クロストークモニタは、前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定し、前記コア間のクロストーク量をモニタする、請求項１に記載の光増幅器。
前記複数のコアへの入力光に前記励起光を重畳するカプラをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の光増幅器。
前記コントローラは、光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光増幅器。
前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルをさらに含み、
前記コントローラは前記ポンプテーブルを参照して前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項４に記載の光増幅器。
前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットするイコライザをさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光増幅器。
前記コントローラは、前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光増幅器。
前記クロストークモニタは、各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して前記クロストーク量を測定する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光増幅器。
前記クロストークモニタは、異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して前記クロストーク量を測定する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光増幅器。
ノードとなる光通信機器と、前記光通信機器間を接続する光伝送路と、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システムと、前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の光増幅器と、を含む光通信ネットワーク。
複数のコアを有するマルチコア光ファイバを利得媒体に用いた光増幅器の制御方法であって、
前記マルチコア光ファイバの前記複数のコアへの入力光の光パワーをモニタし、
前記マルチコア光ファイバを通過した媒体通過後の前記複数のコアからの出力光の光パワーをモニタし、
前記複数のコアのうちコア間のクロストーク量をモニタし、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、光増幅器の制御方法。
前記複数のコアからの出力光の主信号と分離された残留励起光パワーから励起光のクロストーク量を測定することによって、前記コア間のクロストーク量をモニタする、請求項１１に記載の光増幅器の制御方法。
光増幅器の利得、利得係数及び前記励起光の励起光パワーの関係に基づいて、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項１１又は請求項１２に記載の光増幅器の制御方法。
前記利得係数及び前記励起光の励起光パワーを表にしたポンプテーブルを参照して、前記励起光の励起光パワーを制御する、請求項１３に記載の光増幅器の制御方法。
前記複数のコアからの出力光の余剰利得をカットする、請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
前記コア間のクロストーク量が実質的に同一になるように、かつ光増幅器の最小利得が所望の利得以上となるように、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御する、請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
各コアで波長が異なる励起光源の波長差を認識して、前記クロストーク量を測定する、請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
異なる周波数の信号を重畳した励起光源の周波数差を認識して、前記クロストーク量を測定する、請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の光増幅器の制御方法。
ノードとなる光通信機器、前記光通信機器間を接続する光伝送路、前記光通信機器を制御するネットワーク管理システム、及び前記光伝送路に挿入されて光信号を増幅する請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の光増幅器を含む光通信ネットワークの制御方法であって、
前記ノードとなる光通信機器のうち送信ノードとなる光通信機器への機器増設の後に、
前記モニタされた入力光の光パワー、前記モニタされた出力光の光パワー、及び前記モニタされた前記コア間のクロストーク量を元に、前記複数のコアへの入力光に重畳される励起光の励起光パワーを制御することにより、前記光増幅器の利得を制御し、
前記送信ノードとなる光通信機器から前記光伝送路を経由して受信ノードとなる光通信機器へ信号光を送出し、前記受信ノードとなる光通信機器で信号品質を確認し、
前記送信ノードとなる光通信機器と前記受信ノードとなる光通信機器との間の通信を開始する、光通信ネットワークの制御方法。