(57)【要約】【課題】  半導体光増幅器が利得飽和を起こさないように半導体光増幅器を制御する光通信装置を提供する。【解決手段】  利得飽和特性を有し、複数の通信チャネルごとの信号光を波長多重化した波長多重信号光を増幅する半導体光増幅器２１と、半導体光増幅器２１で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波する分波器２２と、分波器２２で分波された複数の信号光を電気信号に変換して、複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出す光電変換部２３ａ〜２３ｄと、複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写された該パイロット信号を検出するフィルタ部２４ｂ〜２４ｄと、フィルタ部２４ｂ〜２４ｄで検出したパイロット信号に基づいて、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーと、半導体光増幅器２１への入力光パワーとのいずれか一方を制御する制御部２６を備えている。【選択図】        図３
2010098166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利得飽和特性を有し、複数の通信チャネルごとの信号光を波長多重化した波長多重信号光を増幅する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波する分波器と、
前記分波器で分波された複数の信号光を電気信号に変換して、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出す光電変換器と、
前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写されたパイロット信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段で検出したパイロット信号の平均パワーを算出し、該算出した平均パワーが判定しきい値以上となった場合に前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御することを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
前記複数の通信チャネルのデータ信号ごとに前記パイロット信号が重畳され、
前記検出手段は、前記複数の通信チャネルごとに設けられ、
前記制御手段は、前記複数の通信チャネルにて検出されるパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器で利得飽和を生じさせる通信チャネルを判定することを特徴とする請求項１又は２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、電流源を制御して前記半導体光増幅器に供給される注入電流を制御し、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーを制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、励起用光源を制御して前記半導体光増幅器に供給される励起光の光パワーを制御し、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーを制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記制御手段は、光伝送路を介して受信した信号光の光パワーを減衰させる減衰手段を制御して、前記半導体光増幅器への入力光パワーを制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光通信装置。
【請求項７】
少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に、パイロット信号を重畳する重畳手段と、
前記パイロット信号が重畳されたデータ信号を含む、複数の通信チャネルのデータ信号を信号光に光電変換する光電変換手段と、
前記信号光に光電変換された前記複数の通信チャネルのデータ信号を合波して波長多重化された波長多重信号光を生成する合波手段と、を有する送信装置と、
利得飽和特性を有し、光伝送路を介して前記送信装置から送信された波長多重信号光を増幅する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波する分波器と、
前記分波器で分波された複数の信号光を電気信号に変換し、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出す光電変換器と、
前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写されたパイロット信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御する制御手段と、を有する受信装置と、
を有することを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
前記送信装置は、励起用光源と、該励起用光源を制御して前記半導体光増幅器に供給される励起光の光パワーを制御し、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーを制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項７記載の光通信システム。
【請求項９】
前記送信装置は、光通信用の光源と、該光源の光量を制御して前記半導体光増幅器への入力光パワーを制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項７記載の光通信システム。
【請求項１０】
利得飽和特性を有する半導体光増幅器の制御方法であって、
複数の通信チャネルごとの信号光を波長多重化した波長多重信号光を前記半導体光増幅器で増幅するステップと、
前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波するステップと、
前記分波器で分波された複数の信号光を電気信号に変換し、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出すステップと、
前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写されたパイロット信号を検出するステップと、
検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御するステップと、
を有することを特徴とする半導体光増幅器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置及び半導体光増幅器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークの高速化・大容量化のため、情報を電気信号ではなく光ファイバを伝送路とする光信号によって伝達する光通信技術に注目が集まっている。例えば、１００ギガビットイーサネット（登録商標）の規格では、１チャネル当たり、２５．７８１２５Ｇｂｐｓの変調速度で、４つの波長を用いて２５．７８１２５Ｇｂｐｓ×４波長で１００Ｇｂｐｓの通信を行っている。
また、伝送距離が４０ｋｍの１００ギガビットイーサネット（登録商標）の規格では、半導体光増幅器をプリアンプとして用いており、４つの波長の光信号を一括増幅している。
【０００３】
また、半導体光増幅器の制御方法として、パイロット信号を用いて半導体光増幅器の利得が一定となるように制御する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。この技術では、送信装置は、光信号にパイロット信号を重畳して受信装置に送信する。受信装置は、パイロット信号が重畳された光信号からパイロット信号を取り出す。そして、受信装置は、半導体光増幅器が利得飽和を起こさない範囲内で、半導体光増幅器の利得が一定となるように制御している。
また、複数波長の光信号にパイロット信号を重畳して、多重化した光信号を受信装置に送信する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】Electronics Letters No25,pp235-236,1989年
【特許文献１】特開平１１−４１２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体光増幅器は、利得飽和領域では使用できない。利得飽和とは、高パワーの信号光が半導体光増幅器に入力されると、誘導放出により励起キャリアが減少し、その分だけ利得が低下するという減少である。その結果、入力光のパワーに応じて信号利得が異なることになる。
例えば、経年劣化等によって半導体光増幅器の利得飽和領域に変化が生じてしまった場合、半導体光増幅器の利得飽和領域を使用した増幅が行われ、各チャネル間でのクロストークが発生し、受信感度が低下するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体光増幅器が利得飽和を起こさないように半導体光増幅器を制御する光通信装置及び半導体光増幅器の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために本明細書に開示の光通信装置は、利得飽和特性を有し、複数の通信チャネルごとの信号光を多重化した波長多重信号光を増幅する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の波長信号光に分波する分波器と、前記分波器で分波された複数の波長信号光を電気信号に変換して、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出す光電変換器と、前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写されたパイロット信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御する制御手段と、を備えている。
【０００８】
また、本明細書に開示の光通信システムは、少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に、パイロット信号を重畳する重畳手段と、前記パイロット信号が重畳されたデータ信号を含む、複数の通信チャネルのデータ信号を信号光に光電変換する光電変換手段と、前記信号光に光電変換された前記複数の通信チャネルのデータ信号を合波して波長多重化された波長多重信号光を生成する合波手段と、を有する送信装置と、利得飽和特性を有し、光伝送路を介して前記送信装置から送信された波長多重信号光を増幅する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波する分波器と、前記分波器で分波された複数の信号光を電気信号に変換し、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出す光電変換器と、前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写されたパイロット信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御する制御手段と、を有する受信装置と、を備えている。
【０００９】
また、本明細書に開示の半導体光増幅器の制御方法は、利得飽和特性を有する半導体光増幅器の制御方法であって、複数の通信チャネルごとのデータ信号を信号光に光電変換して波長多重化した波長多重信号光を前記半導体光増幅器で増幅するステップと、前記半導体光増幅器で増幅した波長多重信号光を複数の信号光に分波するステップと、前記分波器で分波された複数の信号光を電気信号に変換し、前記複数の通信チャネルごとのデータ信号を取り出すステップと、前記複数の通信チャネルのうち、データ信号にパイロット信号が重畳された通信チャネル以外の少なくとも１つの通信チャネルのデータ信号に転写される該パイロット信号を検出するステップと、検出したパイロット信号に基づいて、前記半導体光増幅器の飽和出力パワーと、前記半導体光増幅器への入力光パワーとのいずれか一方を制御するステップと、を有している。
【００１０】
本明細書の開示によれば、半導体光増幅器が利得飽和を起こさないように半導体光増幅器を制御することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に開示の光通信装置によれば、半導体光増幅器が利得飽和を起こさないように半導体光増幅器を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、図１を参照しながら実施例の光通信システムについて説明する。
本実施例は、送信装置１０ａと、受信装置２０ａとを有し、これらの装置が光ファイバ等の光伝送路５０によって接続されている。
【００１４】
次に、図２を参照しながら実施例１の送信装置１０ａについて説明する。送信装置１０ａは、加算器１１と、光電変換部１２ａ〜１２ｄと、合波器１３とを備えている。光電変換部１２ａ〜１２ｄは通信チャネルごとに設けられている。
なお、図１には、通信チャネルとして４チャネルを備える場合を例示しているが、通信チャネルの数は４チャネルに限定されるものではない。また、以下では光電変換部１２ａで光電変換した光信号を用いて通信を行う通信チャネルを通信チャネル１と呼ぶ。同様に、光電変換部１２ｂ、１２ｃ，１２ｄで光電変換した光信号を用いて通信を行う通信チャネルを通信チャネル２、３、４とそれぞれ呼ぶ。
また、通信チャネル１で通信に使用する光信号の周波数をλ１とし、チャネル２で通信に使用する光信号の周波数をλ２とする。同様に、チャネル３で通信に使用する光信号の周波数をλ３とし、チャネル４で通信に使用する光信号の周波数をλ４とする。
【００１５】
加算器１１は、データ信号にパイロット信号を重畳して光電変換部１２ａに出力する。データ信号の変調周波数は、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚである。また、パイロット信号として使用される信号の周波数は、数百Ｈｚ〜数千ｋＨｚであり、データ信号の周波数よりも十分に低い周波数を使用する。加算器１１の出力は、光電変換部１２ａに出力される。
【００１６】
光電変換部１２ａは、パイロット信号が重畳されたデータ信号に光電変換を行って光信号に変換する。光電変換部１２ａは、変換した光信号を合波器１３に出力する。
同様に、光電変換部１２ｂ〜１２ｄは、チャネル２〜４のデータ信号をそれぞれ光信号に変換して、変換した光信号を合波器１３にそれぞれ出力する
【００１７】
合波器１３は、複数の異なる波長（λ１、λ２、λ３、λ４）を受け入れる４つのポートを有し、各ポートに入力された光信号（波長信号光）を多重化する。多重化された光信号（波長多重信号光）は光伝送路５０に送出され、受信装置２０ａで受信される。
【００１８】
次に、図３を参照しながら受信装置２０ａについて説明する。
受信装置２０ａは、半導体光増幅器２１と、分波器２２と、光電変換部２３ａ〜２３ｄと、フィルタ部２４ｂ〜２４ｄと、信号処理部２５と、制御部２６とを備えている。
【００１９】
光伝送路５０を介して受信した光信号は、半導体光増幅器２１に入力される。半導体光増幅器２１は、入力した光信号を増幅して分波器２２に出力する。図４を参照しながら半導体光増幅器２１について説明する。
【００２０】
半導体光増幅器２１は、利得飽和特性を有する増幅器である。半導体光増幅器２１は、例えば、半導体からなる活性層２１３と、この活性層２１３を挟むように配置されたｐ型半導体層２１２およびｎ型半導体層２１４と、基板２１５と、電流注入のための電極２１１、２１６とを備えている。
活性層２１３に光が入射する場合、電流源２７から電流注入が無ければ（ＯＦＦ）、価電子帯の電子が光を吸収し、電子自身は伝導帯へ遷移する（吸収）。価電子帯電子の近傍を禁制帯幅に相当するエネルギーをもつ光が通過すると、電子は価電子帯へ遷移すると同時に入力光と周波数、位相、方向の等しい光を放出する（誘導放出）。半導体光増幅器２１ではＰＮ接合を形成し、電流注入（ＯＮ）によって反転分布（キャリア密度が高い状態）を作り出し、入射光（波長多重信号光）を増幅（誘導放出）することが可能となる。
【００２１】
分波器２２は、半導体光増幅器２１で増幅された光信号（波長多重信号光）を、波長（λ１、λ２、λ３、λ４）ごとの光信号に分波する。分波器２２で分波された光信号は、光電変換部２３ａ〜２３ｄにそれぞれ出力される。
【００２２】
光電変換部２３ａ〜２３ｄは、通信チャネルごとにそれぞれ設けられ、対応する通信チャネルの光信号を電気信号に変換する。光電変換部２３ａで電気信号に変換されたデータ信号は、信号処理部２５に出力される。又、光電変換部２３ｂ〜２３ｄで電気信号に変換されたデータ信号は、信号処理部２５に出力されると共にフィルタ部２４ｂ〜２４ｄにそれぞれ出力される。
【００２３】
信号処理部２５は、光電変換部２３ａ〜２３ｄから出力されるデータ信号をそれぞれ入力して、これらの信号に復調処理を施し、バイナリー形式のデータを取得する。その後、各通信チャネルごとに設定された処理を行う。
【００２４】
フィルタ部２４ｂ〜２４ｄは、光電変換部２３ｂ〜２３ｄで電気信号に変換されたデータ信号にフィルタ処理を施し、データ信号に含まれるパイロット信号を取り出す。取り出されたパイロット信号は、制御部２６に出力される。
【００２５】
制御部２６は、通信チャネル２〜４で検出されるパイロット信号の平均パワーをそれぞれ算出し、算出した平均パワーに基づいて半導体光増幅器２１を制御する。例えば、制御部２６は、フィルタ部２４ｂ〜２４ｄでパイロット信号が検出されると、通信チャネル２〜４ごとにパイロット信号の信号パワーを加算して、加算した値を信号パワーを加算したパイロット信号の数で除算し、通信チャネルごとのパイロット信号の平均パワーを求める。
【００２６】
送信装置１０ａは、通信チャネル１のデータ信号にパイロット信号を重畳して、受信装置２０ａに送信する。受信装置２０ａは、パイロット信号を含んだ光信号を光伝送路５０を介して受信し、半導体光増幅器２１へ入力する。
【００２７】
半導体光増幅器２１は、利得飽和特性を有している。このため、半導体光増幅器２１は、増幅特性が線形性を示す領域（以下、線形領域と呼ぶ）と、増幅特性が線形性を示さない領域（以下、非線形領域（利得飽和領域）と呼ぶ）とを有している（図５（Ａ）参照）。線形領域とは、入力光パワーに応じた利得で光信号を増幅し、増幅した出力光を出力できる入力光パワーの領域である。また、非線形領域とは、入力光パワーがある程度以上に大きくなるとゲインが下がり、入力光のパワーに応じて信号利得が異なる入力光パワーの領域である。
半導体光増幅器２１に入力した入力光の光パワーが線形領域内の入力光パワーであれば、半導体光増幅器２１は、入力光パワーに応じた利得で光信号を増幅し、増幅した出力光を分波器２２に出力する。しかしながら、半導体光増幅器２１に入力した入力光の光パワーが非線形領域（利得飽和領域）の入力光パワーであると、半導体光増幅器２１のゲインが低下してしまう。例えば、経年劣化等によって、半導体光増幅器２１の線形領域の範囲が狭まってきたときに半導体光増幅器２１に入力した入力光パワーが非線形領域の入力光パワーとなる場合がある。
半導体光増幅器２１の非線形領域の入力パワーの入力光を増幅すると、相互利得変調によって他の通信チャネルの光信号にパイロット信号の周波数成分が極性反転して重畳されてしまう。
【００２８】
そこで、本実施例では、通信チャネル２〜４に設けたフィルタ部２４ｂ〜２４ｄで通信チャネル２〜４のデータ信号に重畳されるパイロット信号を検出する。制御部２６は、検出したパイロット信号の平均パワーをチャネル２〜４ごとに算出する。そして、制御部２６は、各チャネル２〜４ごとに算出したパイロット信号の平均パワーをしきい値とそれぞれ比較する。制御部２６は、平均パワーがしきい値を超えている通信チャネルを検出すると、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーと、半導体光増幅器２１への入力光パワーとのいずれか一方を制御する。この制御によって、光信号の増幅が半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す入力パワーの領域で行われるように制御される。
【００２９】
半導体光増幅器２１の飽和出力パワーを上げる（すなわち、線形領域を広げる）ためには、電流源２７を制御して、半導体光増幅器２１に供給する注入電流の電流量を増加させればよい。制御部２６は、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分に応じて注入電流の電流量を制御する。図５（Ｂ）に、注入電流を増加させた場合の半導体光増幅器２１の利得飽和特性の変化を示す。図５（Ａ）と図５（Ｂ）とを比較すると明らかなように、半導体光増幅器２１に供給する注入電流量を増加させることで、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す入力パワーの領域を広げることができる。
【００３０】
また、半導体光増幅器２１の入力光パワーを制限するように制御部２６で制御してもよい。この場合の光通信システムの動作について図６を参照しながら説明する。
半導体光増幅器２１の前段には、可変光減衰器２８を設けている。制御部２６は、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分に基づいて、可変光減衰器２８で光信号の光パワーを減衰させてから半導体光増幅器２１に出力する。このため、半導体光増幅器２１の入力光パワーが弱められ、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す入力光パワーの領域だけを増幅に使用することができる。
【００３１】
図７に示すフローチャートを参照しながら制御部２６の処理手順を説明する。
送信装置１０ａと受信装置２０ａとの間の光通信が開始されると、受信装置２０ａのフィルタ部２４ｂ〜２４ｄは、各通信チャネル２〜４のデータ信号からそれぞれパイロット信号を検出する。検出したパイロット信号は、フィルタ部２４ａ〜２４ｄから制御部２６に出力される。制御部２６は、フィルタ部２４ａ〜２４ｄから取得したパイロット信号の平均パワーを各通信チャネル２〜４ごとに算出する。例えば、フィルタ部２４ａ〜２４ｄからパイロット信号を入力するごとに、入力したパイロット信号の信号パワーを加算して、各通信チャネルごとに信号パワーの平均値を求める（ステップＳ１）。次に、制御部２６は、算出したパイロット信号の平均パワーとしきい値とを比較する（ステップＳ２）。各通信チャネルごとに算出したパイロット信号の平均パワーをしきい値と比較し、平均パワーがしきい値よりも大きい通信チャネルが存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。パイロット信号の平均パワーがしきい値よりも大きい通信チャネルを検出すると（ステップＳ２／ＹＥＳ）、制御部２６は、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分を求める。そして制御部２６は、求めた差分に基づいて電流源２７を制御し、半導体光増幅器２１に供給される電流量を増加させる（ステップＳ３）。
通信チャネル２〜４のデータ信号にパイロット信号の周波数成分が重畳されている場合、半導体光増幅器２１が飽和領域を使用して入力光を増幅していると判断することができる。そこで、制御部２６は、半導体光増幅器２１に供給する電流量を増加して、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す線形領域を拡張させる。
【００３２】
このように本実施例は、送信装置１０ａでパイロット信号を重畳したデータ信号以外の通信チャネルのデータ信号に含まれるパイロット信号を受信装置で検出する。検出したパイロット信号の平均パワーがしきい値以上となった場合に、半導体光増幅器２１の利得飽和領域を利用した増幅が行われていると判定し、半導体光増幅器２１の入力光パワーの動作範囲を広げる。従って、経年劣化等により半導体光増幅器２１の利得飽和領域が変化しても、半導体光増幅器２１が利得飽和を起こさないように制御することができる。
【００３３】
また、半導体光増幅器２１に供給される注入電流を制御して半導体光増幅器２１の入力光パワーの動作範囲を広げるので、半導体光増幅器２１の制御が容易となる。また、半導体光増幅器２１の前段に可変光減衰器２８を設けることにより、可変光減衰器２８で光信号の光パワーを減衰してから半導体光増幅器２１に入力することができる。このため、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す領域だけを使用して光信号を増幅することができる。
【実施例２】
【００３４】
実施例２の光通信システムについて添付図面を参照しながら説明する。なお、実施例２については、実施例１と異なる部分だけを説明し、実施例１と共通する部分についての説明は省略する。
【００３５】
実施例２の送信装置１０ｂについて図８を参照しながら説明する。
実施例２の送信装置１０ｂは、通信チャネル１〜４のすべてのチャネルのデータ信号にパイロット信号を重畳する。このため、実施例１では、通信チャネル１にだけ設けていた加算器１１を、通信チャネル２〜４にも設けている。各通信チャネルのデータ信号に重畳させるパイロット信号の周波数は、それぞれ異なるものとする。例えば、通信チャネル１のデータ信号に重畳させるパイロット信号の周波数として７００Ｈｚを使用する（この周波数のパイロット信号をｆ１と呼ぶ）。また、通信チャネル２のデータ信号に重畳させるパイロット信号の周波数として１３００Ｈｚを使用する（この周波数のパイロット信号をｆ２と呼ぶ）。また、通信チャネル３のデータ信号に重畳させるパイロット信号の周波数として１９００Ｈｚを使用する（この周波数のパイロット信号をｆ３と呼ぶ）。また、通信チャネル４のデータ信号に重畳させるパイロット信号の周波数として２５００Ｈｚを使用する（この周波数のパイロット信号をｆ４と呼ぶ）。
【００３６】
次に、図９を参照しながら実施例２の受信装置２０ｂについて説明する。
実施例２の受信装置２０ｂは、通信チャネル１にもフィルタ部２４ａを設けた。
フィルタ部２４ａは、通信チャネル１のデータ信号から通信チャネル２〜４のデータ信号に重畳したパイロット信号（すなわち、ｆ２、ｆ３、ｆ４）の周波数成分を検出する。検出した各周波数（ｆ２、ｆ３、ｆ４）のパイロット信号は、フィルタ部２４ａから制御部２６に出力される。フィルタ部２４ｂは、通信チャネル２のデータ信号から通信チャネル１、３、４のデータ信号に重畳されたパイロット信号（すなわち、ｆ１、ｆ３、ｆ４）の周波数成分を検出する。検出した各周波数（ｆ１、ｆ３、ｆ４）のパイロット信号は、フィルタ部２４ｂから制御部２６に出力される。フィルタ部２４ｃは、通信チャネル３のデータ信号から通信チャネル１、２、４のデータ信号に重畳されたパイロット信号（すなわち、ｆ１、ｆ２、ｆ４）の周波数成分を検出する。検出した各周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ４）のパイロット信号は、フィルタ部２４ｃから制御部２６に出力される。フィルタ部２４ｄは、通信チャネル４のデータ信号から通信チャネル１〜３のデータ信号に重畳されたパイロット信号（すなわち、ｆ１、ｆ２、ｆ３）の周波数成分を検出する。検出した各周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）のパイロット信号は、フィルタ部２４ａから制御部２６に出力される。
【００３７】
制御部２６は、フィルタ部２４ａ〜２４ｄから取得したパイロット信号に基づいて、半導体光増幅器２１に入力される入力光パワーが半導体光増幅器２１の非線形領域（利得飽和領域）になっている原因の通信チャネルを特定する。
まず、制御部２６は、各フィルタ部２４ａ〜２４ｄで検出されるパイロット信号の平均パワーをそれぞれに求める。
フィルタ部２４ａで検出されるパイロット信号からは、周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４のパイロット信号の平均パワーが求められる。同様に、フィルタ部２４ｂで検出されるパイロット信号からは、周波数ｆ１、ｆ３、ｆ４のパイロット信号の平均パワーが求められ、フィルタ部２４ｃで検出されるパイロット信号からは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ４のパイロット信号の平均パワーが求められる。また、フィルタ部２４ｄで検出されるパイロット信号からは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のパイロット信号の平均パワーが求められる。
制御部２６は、算出した周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のパイロット信号の平均パワーを比較して、どの通信チャネルの光信号により入力光パワーが半導体光増幅器２１の非線形領域（利得飽和領域）になっているかを判定する。
すなわち、周波数ｆ１のパイロット信号の平均パワーがしきい値よりも大きければ、通信チャネル１の光パワーが大きいと判定することができる。同様に、周波数ｆ２のパイロット信号の平均パワーがしきい値よりも大きければ、通信チャネル２の光パワーが大きいと判定することができる。
受信装置２０ｂの制御部２６は、光パワーの大きい通信チャネルを特定すると、特定した通信チャネルのデータ信号に重畳されたパイロット信号の平均パワーとしきい値との差を算出する。制御部２６は、算出したパイロット信号の平均パワーとしきい値との差を図１０に示す送信装置側制御部１５に通知する。
【００３８】
図１０を参照しながら送信装置１０ｂの光電変換部１２ａ〜１２ｄの制御について説明する。送信装置１０ｂの光電変換部１２ａは、光源１２１ａと変調部１２２ａとを具備している。同様に、光電変換部１２ｂは、光源１２１ｂと変調部１２２ｂとを具備し、光電変換部１２ｃは、光源１２１ｃと変調部１２２ｃとを具備し、光電変換部１２ｄは、光源１２１ｄと変調部１２２ｄとを具備している。
送信装置側制御部１５は、受信装置２０ｂ側の制御部２６から、光パワーの大きい通信チャネルと、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分値との通知を受けると、該当する通信チャネルの光源の光量を制御する。すなわち、光パワーの大きい通信チャネルの光源１２１ａ〜１２１ｄを、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分値に応じて低減させる。
【００３９】
このように本実施例は、入力光パワーが、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示さない入力光パワーの領域のものであった場合に、どの通信チャネルで使用している光信号が原因で入力光パワーが大きくなったのかを特定する。このため、特定した通信チャネルの光信号の光量を低減させるこで、半導体光増幅器２１の増幅特性が線形性を示す領域だけを使用して光信号を増幅することができる。
【００４０】
なお、上述した実施例１では、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーを上げる（すなわち、線形領域を広げる）ために、半導体光増幅器２１に供給される注入電流量を制御している。これ以外に、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーを上げる方法として以下の方法が挙げられる。
制御部２６は、通信チャネル２〜４のいずれかのチャネルで検出したパイロット信号の平均パワーがしきい値を超えたことを検出すると、パイロット信号の平均パワーとしきい値との差分を送信装置１０ｃに通知する。送信装置１０ｃ側には、送信装置側制御部１５と、励起用光源１６とが設けられている（図１１参照）。送信装置側制御部１５は、受信装置２０ａ側の制御部２６から通知された差分に応じて励起用光源１６を制御し、光伝送路５０を通じて半導体光増幅器２１に入力される励起用光源の入力光パワーを制御する。すなわち、光信号と共に半導体光増幅器２１に出力される励起光の光量を上げることで、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーを上げることができる。
【００４１】
なお、励起用光源は、半導体光増幅器２１の前段又は後段に設けてもよい。図１２（Ａ）には半導体光増幅器２１の前段側に、励起光源３１と、可変光減衰器３２とを設けた例を示す。図１２（Ｂ）には、半導体光増幅器２１の後段側に、励起光源３３と、可変光減衰器３４とを設けた例を示す。
励起光源３１（又は３３）からは、半導体光増幅器２１の活性層２１３に入力する励起光が常に出力されている。制御部２６は、可変光減衰器３２を制御して、半導体光増幅器２１の活性層２１３に入力する励起光の光量を制御する。すなわち、制御部２６は、半導体光増幅器２１の飽和出力パワーを上げるために、可変光減衰器３２（又は３４）で減衰させる励起光源３１（又は３３）の励起光を低減する。
【００４２】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】光通信システムのシステム構成図である。
【図２】実施例１の送信装置の構成図である。
【図３】実施例１の受信装置の構成図である。
【図４】半導体光増幅器の構成図である。
【図５】（Ａ）は、半導体光増幅器の利得飽和特性を示す図であり、（Ｂ）は、注入電流量を増加したときの半導体光増幅器の利得飽和特性を示す図である。
【図６】受信装置の他の構成を示す図である。
【図７】制御部の処理手順を表すフローチャートである。
【図８】実施例２の送信装置の構成図である。
【図９】実施例２の受信装置の構成図である。
【図１０】実施例２の送信装置の構成を示す図であり、受信装置の制御部からの通知に基づいて、送信装置側の制御部で光源の光量を制御する様子を示す図である。
【図１１】送信装置の他の構成を示す図である。
【図１２】半導体光増幅器の入力光パワーを制限する構成を示す図であり、（Ａ）は半導体光増幅器の前段に励起光源を設けた例を示し、（Ｂ）は半導体光増幅器の後段に励起光源を設けた例を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１０  送信装置
１１ａ〜１１ｄ  加算器
１２ａ〜１２ｄ、２３ａ〜２３ｄ  光電変換部
１３  合波器
１５  送信装置側制御部
２１  半導体光増幅器
２２  分波器
２４ａ〜２４ｄ  フィルタ部
２５  信号処理部
２６  制御部
２７  電流源
２８  可変光減衰器
【図１】
2010098166.tif 000003
【図２】
2010098166.tif 000004
【図３】
2010098166.tif 000005
【図４】
2010098166.tif 000006
【図５】
2010098166.tif 000007
【図６】
2010098166.tif 000008
【図７】
2010098166.tif 000009
【図８】
2010098166.tif 000010
【図９】
2010098166.tif 000011
【図１０】
2010098166.tif 000012
【図１１】
2010098166.tif 000013
【図１２】
2010098166.tif 000014