(57)【要約】【課題】良好な信号品質を得ること。【解決手段】光伝送路５０に設けられ光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器５６に、励起光を出力する励起光源２４と、前記希土類添加光ファイバ増幅器５６が増幅した光のうち前記光ファイバにおける前記希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源２４の出力強度を制御する制御部１０と、を具備する光出力装置である。光信号の発振を抑圧するために、光ファイバおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき励起光源２４の出力強度を制御することで良好な信号品質を得ることができる。【選択図】図８
2010258884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路に設けられ光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器に、励起光を出力する励起光源と、
前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける前記希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする光出力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記エネルギー準位に相当する波長の光が発振しているか否かに応じ、前記励起光源の出力強度を制御することを特徴とする請求項１記載の光出力装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記エネルギー準位に相当する波長の光が発振していると判断した場合、前記励起光源の出力強度を低減させることを特徴とする請求項１記載の光出力装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記エネルギー準位に相当する波長の光を電気信号に変換した電気信号のうち所定範囲の周波数を有する信号の強度に基づき、前記エネルギー準位に相当する波長の光が発振しているか否かを判断することを特徴とする請求項２記載の光出力装置。
【請求項５】
前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記エネルギー準位に相当する波長の光を通過させる光フィルタと、
前記フィルタが通過させた光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記光電変換部が変換した電気信号のうち所定範囲の周波数を有する信号を通過させるバンドパスフィルタと、を具備し、
前記制御部は、前記バンドパスフィルタを通過した信号の強度に基づき、前記励起光源の出力強度を制御することを特徴とする請求項１記載の光出力装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記エネルギー準位に相当する波長の光の強度が一定以上となった場合、前記励起光源の出力強度を低減させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の光出力装置。
【請求項７】
前記希土類はエルビウムであり、前記波長は１５３０ｎｍ付近であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の光出力装置。
【請求項８】
光伝送路に光信号を送信する送信装置と、
前記光伝送路から前記光信号を受信する受信装置と、
前記光伝送路内に設けられ、前記光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器と、
希土類添加光ファイバ増幅器に励起光を出力する励起光源と、前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する制御部と、を備えた光出力装置と、
を具備することを特徴とする光伝送システム。
【請求項９】
光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器に、励起光を出力する励起光源を備える光出力装置の制御方法であって、
前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける前記希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する手順を含むことを特徴とする光出力装置の制御方法。
【請求項１０】
光伝送路に光信号を送信する送信装置と、前記光伝送路から光信号を受信する受信装置と、前記伝送路内に設けられ、光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器と、前記希土類添加光ファイバ増幅器に励起光を出力する励起光源を備えた光出力装置と、を具備する光伝送システムの制御方法であって、
前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する手順を含むことを特徴とする光伝送システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光出力装置、光伝送システムおよびそれらの制御方法に関し、特に希土類添加光ファイバ増幅器を用いる光出力装置、通信システムおよびそれらの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば海底に設置する光伝送路等の長距離の光伝送路に、光信号を増幅する希土類添加光ファイバ増幅器が設けられている。希土類添加光ファイバ増幅器は、光ファイバにエルビウム等の希土類が添加されている。希土類添加光ファイバ増幅器は、入射した励起光を用い光信号を増幅させ出射する（特許文献１）。
【０００３】
励起光の出力強度を制御する方法として、所定レベル以上の光信号の数を計数し、計数結果に基づき励起光源の励起光の出力強度を制御することが知られている（特許文献２）。また、回路障害発生時における導通を検出するためのパイロット信号が受信されたか否かで、励起光源の出力強度を制御することが知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９２０３８号公報
【特許文献２】特開平１１−２３４２１６号公報
【特許文献３】特開２００４−２７４２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光伝送路に設けられた希土類添加光ファイバ増幅器に注入される励起光が過剰に大きくなった場合、希土類光ファイバ増幅器の利得が高くなりすぎる。これにより、伝送路での光信号のレーレー散乱光が希土類光ファイバ増幅器の利得を受けて多重反射する。その多重反射によって、希土類添加光ファイバ増幅器の動作状態が不安定になったり、発振して、伝送信号の品質が劣化する。
【０００６】
一方、光伝送路に設けられた希土類光ファイバ増幅器に注入される励起光が極端に小さくなった場合、希土類光ファイバ増幅器の利得が低くなりすぎる。これにより、受信端局で十分な信号品質が得られない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、励起光源の出力強度を最適に制御することで、良好な信号品質を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本光出力装置は、光伝送路に設けられ光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器に、励起光を出力する励起光源と、前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける前記希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する制御部と、を具備する。
【０００９】
本光伝送システムは、光伝送路に光信号を送信する送信装置と、前記光伝送路から前記光信号を受信する受信装置と、前記光伝送路内に設けられ、前記光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器と、希土類添加光ファイバ増幅器に励起光を出力する励起光源と、前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する制御部と、を備えた光出力装置と、を具備する。
【００１０】
本光出力装置の制御方法は、光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器に、励起光を出力する励起光源を備える光出力装置の制御方法であって、前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける前記希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する手順を含む。
【００１１】
本伝送システムの制御方法は、光伝送路に光信号を送信する送信装置と、前記光伝送路から光信号を受信する受信装置と、前記伝送路内に設けられ、光信号を増幅し光ファイバに希土類が添加された希土類添加光ファイバ増幅器と、前記希土類添加光ファイバ増幅器に励起光を出力する励起光源を備えた光出力装置と、を具備する光伝送システムの制御方法であって、前記希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち前記光ファイバにおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき前記励起光源の出力強度を制御する手順を含む。
【発明の効果】
【００１２】
希土類添加光ファイバ増幅器が増幅した光のうち光ファイバにおける希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき、光信号の発振を抑制するため励起光源の出力強度を最適に制御することにより、良好な信号品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、遠隔励起方式のＥＤＦを備えた伝送システムのブロック図、図１（ｂ）は光伝送路内での光強度を示す図である。
【図２】図２は、光伝送路内に設けられたＥＤＦの模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、ＥＤＦの特性を示す図である。
【図４】図４は、遠隔励起方式ＥＤＦを用いた伝送システムのブロック図である
【図５】図５は、受信部３２で受信される光の波長に対する光強度を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、波長に対する光強度を示す図（その１）である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、波長に対する光強度を示す図（その２）である。
【図８】図８は、実施例１に係る伝送システムのブロック図である。
【図９】図９は、制御部の制御を示すフローチャート（その１）である。
【図１０】図１０は、制御部の制御を示すフローチャート（その２）である。
【図１１】図１１は、制御部の制御を示すフローチャート（その３）である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る伝送システムのブロック図である。
【図１３】図１３は、実施例３に係る伝送システムのブロック図である。
【図１４】図１４は、実施例４に係る伝送システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、遠隔励起方式の希土類添加光ファイバ増幅器について、エルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）を例に説明する。図１（ａ）は、遠隔励起方式のＥＤＦについて説明するためのブロック図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の光伝送路５０内の光強度を光伝送路５０の位置に対し示した図である。図１（ａ）のように、光伝送路５０は、送信部４２側の光伝送路５２、ＥＤＦ５６および受信部３２側の光伝送路５４を含んでいる。光伝送路５２および５４は例えば光ファイバである。ＥＤＦ５６は送信部４２側の光伝送路５２と受信部３２側の光伝送路５４との間に設けられている。送信部４２は、電気信号を光信号に変換し、光信号を光伝送路５２に出射する。受信部３２は、光伝送路５４から光信号を受信し、光信号を電気信号に変換する。ＥＤＦ５６は、送信部４２側または受信部３２側から光伝送路５０に注入された励起光Ｌｐｕｍｐにより光信号Ｌｓを増幅する。図１（ａ）では、受信部３２側に励起光源２４が設けられている。送信部４２および受信部３２は例えば陸上に設置されており、光伝送路５０は例えば海底に敷設されている。
【００１５】
図１（ｂ）のように、送信部４２から光伝送路５０に注入された光信号Ｌｓは、長さＬ１の光伝送路５２を伝搬するにしたがい、光強度が減衰する。受信部３２側の励起光源２４から光伝送路５４にＥＤＦ５６の増幅のための励起光Ｌｐｕｍｐが注入される。ＥＤＦ５６においては、励起光Ｌｐｕｍｐにより光信号Ｌｓは増幅される。長さＬ２の光伝送路５４を伝搬すると、光強度は再び減衰する。光伝送路５４の受信部３２側の領域Ａにおいては、励起光Ｌｐｕｍｐにより光信号Ｌｓがラマン増幅される。受信部３２は光信号を受信し、電気信号に変換する。このように、励起光Ｌｐｕｍｐを受信部３２側から光伝送路５０に注入する場合、ＥＤＦ５６は受信部３２側に設けられる。よって、長さＬ２は長さＬ１より短い。励起光Ｌｐｕｍｐを送信部４２側から光伝送路５０に注入する場合、ＥＤＦ５６は送信部４２側に設けられる。
【００１６】
次に、ＥＤＦ５６の発振について説明する。図２は、光ファイバ等の光伝送路５０内に設けられたＥＤＦの模式図である。光伝送路５０内の送信部４２側および受信部３２側には光の反射点６０が存在する。反射点６０は、例えば、光コネクタ端面や異なる光デバイスの境界面で部分的に存在する場合や、レーレー散乱による反射領域であり分布的に存在する場合がある。ＥＤＦ５６の利得は方向によらないため、ＥＤＦ５６は、送信部４２側から受信部３２側への光信号６２と受信側３２から送信側４２への光信号６４とのいずれも増幅する。このため、反射点６０で反射された光信号６３が多重反射光となる。これにより、ＥＤＦ５６の動作状態が不安定となり、発振状態となる。
【００１７】
次に、ＥＤＦ５６の発振の実験について説明する。以下の実験は、光伝送路５２および光伝送路５４として波長１５５０ｎｍにおける低損失ピュアシリカ光ファイバを用いた。長さＬ１を２００ｋｍ、長さＬ２を８０ｋｍとした。ＥＤＦ５６を光伝送路５２と光伝送路５４との間に挿入した。励起光Ｌｐｕｍｐの波長は１４８０ｎｍであり、光信号Ｌｓの波長は１５５０ｎｍである。
【００１８】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、ＥＤＦ５６に入力する励起光の光強度（以下、励光起ＥＤＦ入力パワー）に対するＥＤＦ５６の利得を示している。ここで、ＥＤＦ５６の利得は、ＥＤＦ５６に入力する光信号Ｌｓの強度Ｐｉｎ、ＥＤＦ５６を出力する光信号Ｌｓの強度Ｐｏｕｔを用い、１０×ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）で示される。ＥＤＦ利得の測定は、ＥＤＦ５６に入力する光信号Ｌｓの強度Ｐｉｎを−３０ｄＢｍで一定とし、励起光ＥＤＦ入力パワーを変化させて行なった。図３（ａ）は、波長が１５５７ｎｍのＥＤＦ５６が増幅する光信号ＬｓのＥＤＦ利得を示している。図３（ｂ）は、波長が１５３０ｎｍ付近の自然放出光雑音のＥＤＦ利得を示している。図３（ａ）および図３（ｂ）のように、励起光ＥＤＦ入力パワーが増加すると、ＥＤＦ利得も増加する。励起光ＥＤＦ入力パワーが増加した場合、光信号ＬｓのＥＤＦ利得は、自然放出光雑音のＥＤＦ利得より大きく増加する。よって、受信装置のＳＮ（Signal to Noise）比が向上する。
【００１９】
図３（ｃ）は、励起光ＥＤＦ入力パワーに対するＱ値を示している。励起光ＥＤＦ入力パワーが増加するとＱ値は大きくなる。しかし、励起光ＥＤＦ入力パワーが９．６８ｄＢｍを越えるとＱ値が小さくなる。これは、ＥＤＦ５６の利得が大きくなり、図２に示したようなレーレー散乱等の反射点６０に起因した多重反射によりＥＤＦ５６が発振したためである。このように、励起光ＥＤＦ入力パワーが大きくなると、ＥＤＦ５６が発振してしまう。
【００２０】
ＥＤＦ５６の発振を抑制する対策として、図２のＥＤＦ５６と反射点６０との間に、一方向のみの光を通過させる光アイソレータを設けることがある。これにより、図２で説明した多重反射を抑制でき、ＥＤＦ５６の発振を抑制することができる。
【００２１】
しかしながら、光アイソレータを用いると、以下に説明するように、送信側と受信側の両方からＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）測定を行うことが難しくなる。
【００２２】
図４は、遠隔励起方式ＥＤＦを用いた無中継伝送システムの例として海底光ケーブルを用いた伝送システムのブロック図である。図４のように、伝送装置３８ａおよび３８ｂの間が海底光ケーブル５１で接続されている。伝送装置３８ａおよび３８ｂと海底光ケーブル５１との間には、それぞれＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂが設けられている。伝送装置３８ａおよび３８ｂは、それぞれ受信部３２ａおよび３２ｂ、励起光源２４ａおよび２４ｂ、並びに送信部４２ａおよび４２ａ並びに増幅器４４ａおよび４４ｂを含んでいる。海底光ケーブル５１は光伝送路５０ａおよび５０ｂを含んでいる。光伝送路５０ａおよび５０ｂ内にはそれぞれＥＤＦ５６ａおよび５６ｂが設けられている。
【００２３】
送信部４２ａおよび４２ｂは電気信号を光信号に変換し光信号を送信する。ＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂはＯＴＤＲ測定を行う装置である。ＥＤＦ５６ｂおよび５６ａは光伝送路５０ｂおよび５０ａを伝搬する光信号を増幅する。受信部３２ｂおよび３２ａは光伝送路５０ｂおよび５０ａを伝搬した光信号を受信し、光信号を電気信号に変換する。励起光源２４ｂおよび２４ａはＥＤＦ５６ｂおよび５６ａを励起させるための光信号を光伝送路５０ｂおよび５０ａ内に注入する。
【００２４】
図４を参照に、ＯＴＤＲ測定について説明する。ＯＴＤＲ測定は、光伝送路５０ｂおよび５０ａ中において分布的に後方散乱する光強度を光伝送路の全長に渡り測定する方法である。ＯＴＤＲ測定においては、光伝送路５０ｂおよび５０ａ内を送信部４２ａおよび４２ｂから受信部３２ｂおよび３２ａに伝搬する光パルスの一部が送信部４２ａおよび４２ｂに戻ってくる現象を用い、光伝送路５０ｂおよび５０ａの評価を行うことができる。光パルスの一部の光パワーが送信部４２ａおよび４２ｂに戻ってくる要因には、光伝送路５０ｂおよび５０ａの光ファイバの材料に固有のレーレー散乱、接続部や破断点からのフレネル反射等がある。しかし、ＯＴＤＲ測定は、光伝送路５０ｂおよび５０ａ内の光パルスの伝送速度および光伝送路５０ｂおよび５０ａの後方散乱採用に影響される。このため、光伝送路５０ｂおよび５０ａの損失を正確には測定できない場合がある。そこで、光伝送路５０ｂおよび５０ａの両側にＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂを設け、光伝送路５０ｂおよび５０ａからの後方散乱を測定し、測定した波形を平均化することにより、光伝送路５０ｂおよび５０ａの損失を正確に測定することができる。
【００２５】
ＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂの測定距離の限界により、図１の光伝送路５０または５４の片側からのＯＴＤＲ測定で、伝送路全体（Ｌ１＋Ｌ２）を測定しようとした場合に困難な場合がある。このような場合、ＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂの測定の限界距離以内で測定するためには、図４の光伝送路５０ｂおよび５０ａの両側からＯＴＤＲ測定を行うが、光伝送路５０ｂおよび５０ａに光アイソレータを設けると、ＯＴＤＲ装置４８ａおよび４８ｂと光アイソレータ間でしかＯＴＤＲ測定を行うことができない。
【００２６】
このように、光アイソレータを設けないとＥＤＦ５６が発振するが、光アイソレータを設けるとＯＴＤＲ測定が難しい。以下に、光アイソレータを設けなくともＥＤＦの発振を抑制することが可能な光出力装置の原理にについて説明する。
【００２７】
図５は、図１（ａ）の受信部３２で受信される光の波長に対する光強度を示す模式図である。図５のように、波長が１５５０ｎｍの光信号付近の領域Ｂ以外に、波長が１５３０ｎｍ付近に光強度の大きい領域Ｃが観測される。光ファイバーにおけるエルビウムのエネルギー状態として基底状態４Ｉ１５／２とエネルギー準位状態４Ｉ１３／２とがある。基底状態４Ｉ１５／２とエネルギー準位状態４Ｉ１３／２とは各々複数に分離しているため、エネルギー的に広範囲な準位を形成する。このため、基底状態４Ｉ１５／２からエネルギー準位状態４Ｉ１３／２に励起させるのに好ましい光の波長とエネルギー準位状態４Ｉ１３／２から基底状態４Ｉ１５／２に遷移する際に発光する光の波長は異なっている。励起光の波長は１４８０ｎｍが好ましく、発光した光の波長は１５３０ｎｍ付近となる。このように、図４における領域Ｃは、光ファイバ内のエルビウムのエネルギー準位に相当する波長であり、励起光の波長１４８０ｎｍより長く、光信号の波長（領域Ｂ）より短い。領域Ｃの光強度をモニターすれば、ＥＤＦに注入される励起光か適正が否かが判断できる。
【００２８】
図６（ａ）から図７（ｂ）は、光アイソレータを用いない図１（ａ）のシステムにおいて、受信部３２における光の波長に対する光強度を示した図である。光伝送路５２および光伝送路５４としては、低損失ピアシリカ光ファイバを用いた。長さＬ１を２００ｋｍ、長さＬ２を８０ｋｍとした。励起光Ｌｐｕｍｐの波長は１４８０ｎｍであり、光信号Ｌｓの波長は１５５７ｎｍである。ＥＤＦ５６に入力する光信号Ｌｓの強度Ｐｉｎを−３０ｄＢｍで一定とし、励起光源２４から出射される励起光Ｌｐｕｍｐの強度を１００ｍＷから９００ｍＷまで変化させている。
【００２９】
図６（ａ）のように、励起光Ｌｐｕｍｐの強度が１００ｍＷでは、励起光ＥＤＦ入力パワーは３ｄＢｍである。ＥＤＦ５６の発振スペクトルは観測されていない。図６（ｂ）のように、励起光Ｌｐｕｍｐの強度を３００ｍＷとすると、励起光ＥＤＦ入力パワーは８ｄＢｍとなる。波長１５３０ｎｍ近傍で雑音レベルが大きくなっているが、ＥＤＦ５６の発振スペクトルは観測されていない。
【００３０】
図７（ａ）のように、励起光Ｌｐｕｍｐの強度を７００ｍＷとすると、励起光ＥＤＦ入力パワーは１２ｄＢｍとなる。波長１５３０ｎｍ近傍の雑音レベルは図６（ｂ）より大きくなっている。さらに、１５３０ｎｍ近傍に、ＥＤＦ５６の発振スペクトルが観測される。図７（ｂ）のように、励起光Ｌｐｕｍｐの強度を９００ｍＷとすると、励起光ＥＤＦ入力パワーは１３ｄＢｍとなる。光信号Ｌｓの光レベルおよび雑音レベルは図７（ａ）と同程度であるが、１５３０ｎｍ近傍の発振スペクトルは図７（ａ）よりさらに大きくなる。
【００３１】
このように、光アイソレータを用いない場合、励起光Ｌｐｕｍｐを大きくすると、波長が１５３０ｎｍ付近の光強度が光信号Ｌｓの波長付近の雑音の強度より大きくなる。さらに励起光Ｌｐｕｍｐの強度を大きくすると、波長が１５３０ｎｍ付近で発振が生じることがわかった。
【００３２】
波長が１５３０ｎｍ付近での光を電気信号に変換し、スペクトルアナライザで測定した。その結果、励起光Ｌｐｕｍｐの強度が７００ｍＷ〜１０００ｍＷにおける発振周波数は、１００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚであり、主に、４００ＭＨｚ〜６００ＭＨであった。
【００３３】
以下の実施例では、光信号Ｌｓの波長において希土類添加光ファイバ増幅器が発振する前に、希土類のエネルギー準位に相当する波長の光の強度に基づき励起光源の出力強度を制御する。これにより、希土類添加光ファイバ増幅器の発振を抑制することができる。
【実施例１】
【００３４】
図８は、実施例１に係る伝送システムのブロック図である。送信装置４０と受信装置３０との間に光伝送路５０が設けられている。送信装置４０は、送信部４２と、送信部４２が出力した光信号Ｌｓを増幅する増幅器４４と、を備えている。光伝送路５０は、光伝送路５２とＥＤＦ５６と光伝送路５４とを備えている。受信装置３０は、光カップラ２２、制御部１０、増幅器３４、受信部３２、駆動回路２６および励起光源２４を備えている。光伝送路５０から受信した光信号Ｌｓは、光カップラ２２、制御部１０を通過し、増幅器３４で増幅され受信部３２に受信される。
【００３５】
制御部１０は、光スプリッタ２０、光フィルタ１２、光電変換部１４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６および判別回路１８を備えている。光スプリッタ２０は、光信号Ｌｓの一部を分離する。光フィルタ１２は、ＥＤＦ５６が増幅した光のうち波長が１５３０ｎｍ（つまり、希土類のエネルギー準位に相当する波長）の光を通過させる。光電変換部１４は、光フィルタ１２を通過した光を電気信号に変換する。ＢＰＦ１６は、光電変換部１４が変換した電気信号のうち所定範囲の周波数信号を通過させる。所定範囲の周波数は、図７（ａ）および図７（ｂ）において、波長が１５３０ｎｍ付近で発振している周波数であり、例えば、１００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚであり、好ましくは４００ＭＨｚから６００ＭＨｚである。判別回路１８は、ＢＰＦ１６を通過した電気信号に応じ、駆動回路２６を制御する。駆動回路２６は、励起光源２４を駆動する回路である。光カップラ２２は、励起光源２４が出力した励起光Ｌｐｕｍｐを光信号Ｌｓの伝搬方向と反対方向に合波させる。
【００３６】
制御部１０の動作について説明する。まず、伝送システムが通常の光信号Ｌｓの伝送を行なってい際の制御について説明する。図９の例では、ＢＰＦ１６は広帯域とする。すなわち、ＢＰＦ１６の出力は、光フィルタ１２に選別された１５３０ｎｍ付近の光強度に対応する。制御部１０の判別回路１８は、波長が１５３０ｎｍの光強度を取得する（ステップＳ１０）。判別回路１８は、取得した光強度が閾値ｔｈ１以上かを判断する（ステップＳ１２）。Ｙｅｓの場合、判別回路１８は、駆動回路２６に励起光源２４の出力を低減させる（ステップＳ１４）。その後終了する。ステップＳ１２においてＮｏの場合、判別回路１８は、取得した光強度が閾値ｔｈ２以下かを判断する（ステップＳ１６）。Ｙｅｓの場合、判別回路１８は、駆動回路２６に励起光源２４の出力を増加させる（ステップＳ１８）。その後終了する。
【００３７】
このように、制御部１０は、ＥＤＦ５６が増幅した光のうち光ファイバおけるエルビウムのエネルギー準位に相当する波長１５３０ｎｍ付近の光の強度に基づき励起光源２４の出力強度を制御する。例えば、図９のステップＳ１２のように制御部１０は、波長が１５３０ｎｍの光の強度が一定以上となった場合、ステップＳ１４のように励起光源２４の出力強度を低減させる。これにより、光信号Ｌｓの波長において発振する前に、励起光源２４の出力を低減することができる。さらに、図９のステップＳ１６のように制御部１０は、波長が１５３０ｎｍの光の強度が一定以下となった場合、ステップＳ１８のように励起光源２４の出力強度を増加させる。これにより、ＥＤＦ５６の利得が減少し、受信部３２におけるＳＮ比が悪化することを抑制できる。このように、励起光源２４の出力強度を最適に制御することで、良好な信号品質を得ることができる。
【００３８】
次に、図１０の例では、ＢＰＦ１６の通過帯域をＥＤＦ５６の発振周波数とする。例えば、１００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚとする。制御部１０の判別回路１８は、ＢＰＦ１６の出力を取得する（ステップＳ２０）。判別回路１８は、波長が１５３０ｎｍにおいて発振が生じているかを判断する（ステップＳ２２）。例えば、ＢＰＦ１６の出力が一定値以上の場合、判別回路１８は、１５３０ｎｍの波長の光で発振が生じていると判断する。Ｙｅｓの場合、判別回路１８は、駆動回路２６に励起光源２４の出力を低減させる（ステップＳ２４）。その後終了する。
【００３９】
このように、制御部１０は、エネルギー準位に相当する波長１５３０ｎｍの光が発振しているか否かに応じ、励起光源２４の出力強度を制御することができる。例えば、図１０において、波長が１５３０ｎｍの光が発振していると判断した場合、励起光源２４の出力強度を低減させる（ステップＳ２４）。これにより、光信号Ｌｓの波長１５５０ｎｍ付近が発振する前に、励起光源２４の出力強度を低減させることができる。
【００４０】
また、制御部１０は、エネルギー準位に相当する波長１５３０ｎｍの光を電気信号に変換した電気信号のうち所定範囲の周波数を有する信号の強度に基づき、波長１５３０ｎｍの光が発振しているか否かを判断する。すなわち、制御部１０は、ＢＰＦ１６を通過した信号の強度に基づき、励起光源２４の出力強度を制御する。これにより、簡単に波長が１５３０ｎｍ付近の光が発振しているか否かを判断することができる。
【００４１】
次に、励起光源２４の出力強度を設定する例を説明する。図１１の例では、図１０と同様に、ＢＰＦ１６の通過帯域をＥＤＦ５６の発振周波数とする。励起光源２４の出力強度Ｐｐｕｍｐを十分小さく設定する。制御部１０の判定回路１８は、出力強度Ｐｐｕｍｐを一定値Ｐｓｔｅｐ増加させる（ステップＳ３０）。図１０と同様に、判定回路１８は、波長が１５３０ｎｍの光が発振しているか判断する（ステップＳ３２）。Ｎｏの場合、ステップＳ３０に戻る。Ｙｅｓの場合、出力強度Ｐｐｕｍｐから一定値減じた値を適正な出力強度Ｐｐｕｍｐ０とする（ステップＳ３４）。その後、終了する。
【００４２】
図１１のように、励起光源２４の出力強度Ｐｐｕｍｐを徐々に増加させ、波長が１５３０ｎｍの光が発振した場合、出力強度Ｐｐｕｍｐから所定量減じた出力強度Ｐｐｕｍｐ０を励起光源２４の適正な出力強度として設定することもできる。
【実施例２】
【００４３】
実施例２は、送信装置４０が励起光源２４を備える例である。図１２のように、送信装置４０が、制御部１０、光カップラ２２、励起光源２４および駆動回路２６を備えている。光カップラ２２により、励起光Ｌｐｕｍｐを光信号Ｌｓと同じ方向に送信する。制御部１０の光スプリッタ２０は、光信号Ｌｓと反対方向に伝搬した光の一部を分離する。ＥＤＦ５６は光伝送路５０の送信装置４０側に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００４４】
実施例２のように、送信装置４０に励起光源２４を備える場合において、制御部１０が波長１５３０ｎｍの光の強度に基づき励起光源２４の出力強度を制御する。これにより、光信号Ｌｓの発振を抑制することができる。
【実施例３】
【００４５】
実施例３は、送信装置４０と受信装置３０の各々が励起光源２４を備える例である。図１３のように、送信装置４０と受信装置３０との各々が制御部１０、光カップラ２２、励起光源２４および駆動回路２６を備えている。光伝送路５０には、送信装置４０の励起光源２４の励起光Ｌｐｕｍｐ１を用いるＥＤＦ５６ａと受信装置３０の励起光源２４の励起光Ｌｐｕｍｐ２を用いるＥＤＦ５６ｂとが設けられている。その他の構成は実施例１および２と同じであり説明を省略する。
【００４６】
実施例３のように、送信装置４０および受信装置３０が各々励起光源２４を備える場合において、各々の制御部１０が波長１５３０ｎｍの光の強度に基づき励起光源２４の出力強度を制御する。これにより、光信号Ｌｓの発振を抑制することができる。
【実施例４】
【００４７】
実施例４は、送信装置４０がラマン増幅用の励起光源４６を備える例である。図１４のように、送信装置４０は、光カップラ４８と励起光源４６を備えている。励起光源４６は１４５０ｎｍの励起光Ｌｐｕｍｐ３を出力する。光カップラ４８は、光信号Ｌｓと同じ方向に励起光Ｌｐｕｍｐ３を合波する。励起光Ｌｐｕｍｐ３の波長は光伝送路５２が最もラマン増幅する波長とする。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００４８】
実施例４によれば、光伝送路５２の送信装置４０側において光信号Ｌｓがラマン増幅する。よって、実施例１より光伝送路５２を長くすることができる。
【００４９】
実施例１〜実施例４において、希土類添加光ファイバ増幅器としてＥＤＦを例に説明した。エルビウム以外の希土類を添加した光ファイバ増幅器であってもよい。この場合、光フィルタ１２が通過させる波長は光ファイバおける希土類のエネルギー準位に相当する波長とすることができる。
【００５０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０        制御部
１２        光フィルタ
１４        光電変換部
１６        バンドパスフィルタ
１８        判定回路
２４        励起光源
３０        受信装置
３２        受信部
４０        送信装置
４２        送信部
５０        光伝送路
５６        ＥＤＦ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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