【手続補正書】
【提出日】平成17年8月22日(2005.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  光伝送システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】 主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプと、前記光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げる光アンプ出力制御部と、を有する光送信装置と、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部と、前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げる励起光源出力制御部と、入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部とを有し、モニタ結果を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により前記光送信装置へ通知する光受信装置とを備え、
前記モニタ制御部のモニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【請求項３】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【請求項４】  前記励起光源出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行って、前記光アンプの立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【請求項５】  前記光アンプ出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行って、前記励起光源部の立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
【請求項６】  主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプと、前記光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げる光アンプ出力制御部と、を有する光送信装置と、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部と、前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げる励起光源出力制御部と、入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部とを有する光受信装置とを備え、
前記モニタ制御部のモニタ結果にもとづき、前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることを特徴とする光伝送システム。
【請求項７】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項６記載の光伝送システム。
【請求項８】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項６記載の光伝送システム。
【請求項９】  前記励起光源出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行って、前記光アンプの立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする請求項６記載の光伝送システム。
【請求項１０】  前記光アンプ出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行って、前記励起光源部の立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする請求項６記載の光伝送システム。
【請求項１１】  主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプと、通知された制御完了を受信すると、前記光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げる光アンプ出力制御部と、を有する光送信装置と、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部と、前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げる励起光源出力制御部と、入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部とを有し、前記励起光のパワーの段階的立ち上げ完了後、前記制御完了を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により前記光送信装置へ通知する光受信装置とを備え、
前記モニタ制御部のモニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワー及び前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることを特徴とする光伝送システム。
【請求項１２】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１１記載の光伝送システム。
【請求項１３】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１１記載の光伝送システム。
【請求項１４】  主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプと、前記光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げる光アンプ出力制御部と、を有する光送信装置と、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部と、前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げる励起光源出力制御部と、入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部とを有し、モニタ結果を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により前記光送信装置へ通知する光受信装置とを備え、
前記モニタ制御部のモニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワー及び前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定され、前記光アンプ出力制御部と前記励起光源出力制御部との双方の段階的立ち上げの途中状態を、前記光送信装置と前記光受信装置とが互いに下り上りの監視信号光によって通知しながら、前記光アンプ及び前記励起光源部の段階的立ち上げを行うことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１５】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１４記載の光伝送システム。
【請求項１６】  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする請求項１４記載の光伝送システム。
【請求項１７】  光送信装置に対し、
主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
光受信装置に対し、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部の前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタし、
モニタ結果を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により通知して、
前記モニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることで、監視信号光のエラーを抑制する監視信号光エラー抑制方法。
【請求項１８】  光送信装置に対し、
主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
光受信装置に対し、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部の前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタして、
モニタ結果にもとづき、前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることで、監視信号光のエラーを抑制する監視信号光エラー抑制方法。
【請求項１９】  光送信装置に対し、
通知された制御完了を受信した場合には、主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
光受信装置に対し、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部の前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタし、
前記励起光のパワーの段階的立ち上げ完了後、前記制御完了を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により前記光送信装置へ通知して、
モニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワー及び前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定されることで、監視信号光のエラーを抑制する監視信号光エラー抑制方法。
【請求項２０】  光送信装置に対し、
主信号光を増幅して光ファイバ伝送路に出力する光アンプの出力パワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
光受信装置に対し、
前記光ファイバ伝送路に励起光を入射し、ラマン増幅を行う励起光源部の前記励起光のパワーを目標値まで段階的に立ち上げ、
入力した主信号光パワーまたは監視信号光パワーの少なくとも一方をモニタし、
モニタ結果を逆方向の光ファイバ伝送路の監視信号光により前記光送信装置へ通知し、
前記モニタ結果にもとづき、前記光アンプの出力パワー及び前記励起光のパワーの段階的立ち上げにおけるステップ数及び１ステップの時間が設定され、かつ前記光アンプと前記励起光源部との双方の段階的立ち上げの途中状態を、前記光送信装置と前記光受信装置とが互いに下り上りの監視信号光によって通知しながら、前記光アンプ及び前記励起光源部の段階的立ち上げを行うことで、監視信号光のエラーを抑制する監視信号光エラー抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、特に長距離の光伝送を行う光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信ネットワークは、情報通信ネットワークの基盤形成の核となるもので、一層のサービスの高度化、広域化が望まれており、情報化社会に向けて急速に開発が進んでいる。
【０００３】
特に、近年、無中継の光伝送システムが注目されている。大洋横断級の海底光伝送では、光ファイバケーブルの途中に中継器が設けられるが、無中継システムは、例えば、大洋横断を除く大陸と島、または島間をつなぐ場合などに適用されるもので、伝送路に中継器を置かない光伝送システムである。この無中継システムは、建設コストを削減でき、低料金でのサービスが可能となるため、信頼性の高いシステム構築の要求が高まっている。
【０００４】
一方、光伝送システムの中心技術としては、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）技術が広く用いられている。ＷＤＭは、波長の異なる光を多重して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送する方式である。
【０００５】
ＷＤＭシステムには、２．４〜４０Ｇｂ／ｓの主信号の他に、１．５〜１５０Ｍｂ／ｓ程度のＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）と呼ばれる光の監視信号がある。
【０００６】
このＯＳＣ信号は、運用設定や状態監視などに用いられ、例えば、光アンプの状態監視・設定制御の他に、伝送路障害の検出などにも使用される。このため、ＷＤＭシステムでは通常、光アンプ（ＥＤＦＡ：エルビウムドープ光ファイバ・アンプ）で増幅されて伝送されるのは主信号だけであり、ＯＳＣ信号は、光アンプ内を通過せずに伝送される。さらに、ＯＳＣ信号は、制御信号として用いられるため、主信号に干渉しないように送信レベルは比較的低く設定されている。
【０００７】
また、光増幅技術として、ラマン増幅技術が開発されている。これは、物質内の振動現象により入射光と異なる波長の光が散乱される物理現象を利用して、光ファイバ伝送路全体に強い励起光を入射させて光増幅を行うものである。
【０００８】
ラマン散乱による利得のピークは、長波長側に約１００ｎｍ周波数がシフトした位置になる。すなわち、入射する励起光の約１００ｎｍ長波長側の光信号を励起することになるので、例えば、１．５５μｍの波長の光信号を増幅するためには、１．４５μｍ付近の波長の励起光を光ファイバ伝送路に入射させることになる。
【０００９】
このようなラマン増幅技術を用いて、光増幅を行うことにより、従来よりも長距離の光ファイバケーブルを敷設することができ、高速大容量の光伝送を行うことが可能になる。
【００１０】
上記のようなＷＤＭ技術及びラマン増幅技術は、研究開発が盛んに行われており、従来技術として、より広い利得波長帯域幅が得られるラマン増幅器を使用したシステムなどが提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２２９０８４号公報（段落番号〔００１９〕〜〔００２１〕，第１図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光伝送システムでは、伝送距離の短いシステム、または中継器が置かれて中継間隔の短いシステムに対しては、ＯＳＣ信号は短波長側に設定している。例えば、主信号をＣ−ｂａｎｄ（１５３５〜１５６１ｎｍ）に設けた場合、ＯＳＣ信号は１５１０ｎｍ付近に設定される。
【００１３】
一方、無中継システムでは、最大伝送距離は２５０ｋｍ（さらに長距離のシステム要求もある）におよぶが、ＯＳＣ信号は上述したようにシステム全体の制御に関与しているため、上流の送信側の光アンプ及び下流のラマン励起光源が出力停止（シャットダウン）している状態でも疎通する必要がある。このため、少しでも受信側のパワーを大きくする目的から、ＯＳＣ信号の波長は、光ファイバの伝送路ロスの最も小さくなる１５７０〜１５８０ｎｍ付近に設定している。
【００１４】
また、無中継システムは長距離伝送実現のため、送信側の光アンプ出力が１Ｗ以上と非常に高く（陸上システムの約６倍以上）、下流のラマン励起光出力も１〜２Ｗ以上と高い（陸上システムの３〜５倍程度）。
【００１５】
このように、主信号光の長波長側にＯＳＣ信号が配置され、かつ光アンプ及びラマン励起光源が高出力に設定された無中継システムに対しては、以下のような問題が発生する。
（１）システム起動時に、上流の光アンプが急に立ち上がると、ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅利得が急変するため、ＯＳＣ信号パワーも急に高レベルに変化してしまい、受信側のＯＳＣ受信部の急変耐力を超えてエラーとなってしまう。
（２）同様に、下流のラマン励起光源が急に立ち上がると、ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅利得が急変するため、ＯＳＣ信号パワーも急に高レベルに変化してしまい、受信側のＯＳＣ受信部の急変耐力を超えてエラーとなってしまう。
（３）高出力を扱うシステムにおいて人体保護等を目的とした、高出力アンプの自動停止制御であるＡＰＳＤ（Auto Power Shut Down）に対し、ＡＰＳＤから通常の立ち上げ状態へ移行する場合、立ち上げ時に再びＯＳＣがエラーし、その後、またＡＰＳＤに遷移する、というようにＡＰＳＤとその復帰動作とが繰り返してしまい、システムが安定して立ち上がらない。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、急激な利得変動によるＯＳＣ信号のエラー発生を抑制し、光伝送制御の品質及び信頼性の向上を図った光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、長距離の光伝送を行う光伝送システム１において、主信号光を増幅して出力する光アンプ１１と監視信号光のパワーの急激な変化を抑制するために、光アンプ１１の出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる光アンプ出力制御部１３と、から構成される光送信装置１０と、光ファイバ伝送路Ｆ１に励起光を入射して、光ファイバ伝送路Ｆ１を増幅媒体とした光増幅を行う励起光源部２２と、監視信号光のパワーの急激な変化を抑制するために、励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる励起光源出力制御部２３と、から構成される光受信装置２０と、を有することを特徴とする光伝送システム１が提供される。
【００１８】
ここで、光アンプ１１は、主信号光を増幅して出力する。光アンプ出力制御部１３は、監視信号光のパワーの急激な変化を抑制するために、光アンプ１１の出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる。励起光源部２２は、光ファイバ伝送路Ｆ１に励起光を入射して、光ファイバ伝送路Ｆ１を増幅媒体とした光増幅を行う。励起光源出力制御部２３は、監視信号光のパワーの急激な変化を抑制するために、励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の光伝送システムの原理図である。光伝送システム１は、光送信装置（上流局）１０と光受信装置（下流局）２０から構成されて、無中継の区間が長い距離に対して、ＷＤＭの光伝送を行うシステムである。
【００２０】
なお、光送信装置１０と光受信装置２０は、実際には１台の光伝送装置として、互いに同じ本発明の機能を持つものである。また、図では、下り方向（光送信装置１０→光受信装置２０）の機能だけ示しているが、上り方向（光送信装置１０←光受信装置２０）にも下り方向と同様な機能を持つ。
【００２１】
光送信装置１０は、光アンプ１１と光アンプ出力制御部１３から構成される。光アンプ１１は、例えば、ＥＤＦＡであり、主信号光（以下、主信号）を増幅して出力する。光アンプ出力制御部１３は、監視信号光（以下、ＯＳＣ信号）のパワーの急激な変化を抑制するために、光アンプ１１の出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる。すなわち、光アンプ１１の出力パワーをなだらかに上昇変化させて、目標値に徐々に達するようにする（このような制御を以降では段階的立ち上げとも記載する）。
【００２２】
光受信装置２０は、励起光源部２２と励起光源出力制御部２３から構成される。励起光源部２２は、光ファイバ伝送路Ｆ１に励起光（以下、ラマン励起光）を入射して、光ファイバ伝送路Ｆ１を増幅媒体とした光増幅を行う。励起光源出力制御部２３は、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、ラマン励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる。すなわち、ラマン励起光のパワーをなだらかに上昇変化させて、目標値に徐々に達するようにする（このような制御を以降では段階的立ち上げとも記載する）。
【００２３】
次に本発明が解決したい問題点について詳しく説明する。図２、図３は光波長の位置関係を示す概念図である。図２は伝送距離の短いシステムである光伝送システム１００の光スペクトルを示しており、図３は無中継の光伝送システム１のスペクトルを示している。なお、波長λ１〜λｎの主信号（主信号光）及びＯＳＣ信号は、ノイズ部分であるＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission：自然放射雑音)と信号光成分とからなる。
【００２４】
双方のシステムは共に、ラマン励起光は、１４２０〜１４５０ｎｍに位置し、主信号は、Ｃ−ｂａｎｄ（１５３５〜１５６１ｎｍ）に位置する（なお、ＷＤＭに対してラマン増幅を適用する場合、広帯域の主信号を増幅するために、通常は、ラマン励起光源を複数持って、複数の励起波長（図では例えば、２波長としている）を用いて、利得帯域を拡大する）。
【００２５】
また、光伝送システム１００のＯＳＣ信号ｄ０は、主信号の短波長側（１５００〜１５２０ｎｍ）に位置するが、光伝送システム１のＯＳＣ信号ｄ１は、受信側で、できるだけ光パワーの大きい状態で受信できるように、光ファイバの伝送路ロスの最も小さくなる周波数帯域として、主信号の長波長側（１５７０〜１５８０ｎｍ）に配置している。
【００２６】
そして、光伝送システム１では、長距離伝送を行うために、ラマン励起光及び主信号のレベルは、光伝送システム１００に比べて高レベルになっている。さらに、光伝送システム１のＯＳＣ信号ｄ１は、主信号とラマン励起光によってラマン増幅されるので、光伝送システム１００のＯＳＣ信号ｄ０よりも高レベルとなる。
【００２７】
図４〜図８はＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。図４に示すシステムは、光ファイバ伝送路Ｆ１、光アンプ（ＥＤＦＡ）１０１ａ、１０１ｂ、ＷＤＭ部１０２ａ、１０２ｂ、１０３、ＯＳＣ送信部１０４ａ、ＯＳＣ受信部１０４ｂ、ラマン励起光源１０５から構成される。また、光ファイバ伝送路Ｆ１の送信端を位置Ｐａ、受信端を位置Ｐｂとする。
【００２８】
光アンプ１０１ａは、主信号を増幅し、ＯＳＣ送信部１０４ａは、制御信号を光に変換してＯＳＣ信号を生成する。ＷＤＭ部１０２ａは、主信号とＯＳＣ信号を多重して波長多重信号を生成する。
【００２９】
また、下流のラマン励起光源１０５からＷＤＭ部１０３を介して、ラマン励起光が光ファイバ伝送路Ｆ１上に放射され（後方励起）、光ファイバ伝送路Ｆ１を流れる波長多重信号が増幅される。
【００３０】
ＷＤＭ部１０２ｂは、波長多重信号をＯＳＣ信号と主信号に分岐し、ＯＳＣ信号は、ＯＳＣ受信部１０４ｂへ、主信号は光アンプ１０１ｂ側へ出力する。ＯＳＣ受信部１０４ｂは、ＯＳＣ信号を電気の制御信号に変換し、光アンプ１０１ｂは、主信号を増幅して次段へ渡す。
【００３１】
図５〜図７は、図４で示した装置構成の光ファイバ伝送路上の位置Ｐａ、Ｐｂにおける光信号のレベル状態を示している。また、図８は、図５〜図７で示した位置ＰｂのＯＳＣ信号の光レベルを拡大した図である。
【００３２】
図５、図８の主信号及びラマン励起光が存在しない場合のＯＳＣ信号は、位置ＰａではレベルＬ０であるが、位置Ｐｂでは伝送路ロスによってレベルが低下し、レベルＬ１のＯＳＣ信号ｄ１ａとなる。
【００３３】
また、図６、図８の主信号が存在し、ラマン励起光が存在しない場合のＯＳＣ信号は、位置ＰａではレベルＬ０であるが、位置Ｐｂでは主信号によるラマン効果によって増幅されて、レベルＬ２のＯＳＣ信号ｄ１ｂとなる。
【００３４】
すなわち、ＯＳＣ信号は、主信号の長波長側に配置されているので、主信号とＯＳＣ信号同士で誘導ラマン散乱（誘導ラマン散乱とは、短い波長の光が、長い波長の光をラマン増幅する現象）が生じて、主信号によってＯＳＣ信号が増幅されることになる（主信号が、ＯＳＣ信号を増幅するためのラマン励起光のような役目を果たしてしまう）。
【００３５】
なお、上流の送信側では、主信号は、図６に示すように、短波長側を長波長側よりも高レベルにした傾き（チルト）を持たせて送出する。これは、波長多重信号が光ファイバ中を長距離伝送すると、光ファイバの非線形効果（ラマン効果）によって、波長多重信号の短波長側は減衰し、長波長側は増加するようなチルトが発生するからである。このため、受信側で所定の光Ｓ／Ｎを確保するために、送信側で主信号の各波長の光パワーを調整して、あらかじめ逆特性のチルトを持たせて、受信側で主信号のレベルが一定となるようにしている。
【００３６】
一方、図７、図８の主信号及びラマン励起光が存在する場合のＯＳＣ信号は、位置ＰａではレベルＬ０であるが、位置Ｐｂでは主信号及びラマン励起光によるラマン効果によって増幅されて、レベルＬ３のＯＳＣ信号ｄ１ｃとなる。
【００３７】
すなわち、ＯＳＣ信号は、主信号の長波長側に配置されているので、主信号、ラマン励起光及びＯＳＣ信号の３つの光信号の間で誘導ラマン散乱が生じて、主信号とラマン励起光によって、ＯＳＣ信号が増幅されることになる。
【００３８】
また、上述の主信号の利得補正と同様に、複数のラマン励起光に対しても、光ファイバ中を伝送すると、励起光間で、ラマン効果によって短波長側は減衰し、長波長側は増加するので、ラマン励起光源では、あらかじめ逆特性のチルトを持たせて放射する。
【００３９】
以上、図２〜図８で上述したように、無中継の光伝送システムでは、長距離伝送を行うために、主信号及びラマン励起光のパワーは通常のシステムよりも大きく設定されており、かつＯＳＣ信号は主信号の長波長側に配置されている。したがって、ＯＳＣ信号に対し、主信号及びラマン励起光をエネルギー源とした大きなラマン増幅の効果を受けることになる（ＯＳＣ信号に対する主信号及びラマン励起光によるラマン利得が大きい）。
【００４０】
この場合、システム起動時（電源ＯＮ時やユニット挿入時、または後述のＡＰＳＤ解除時など）に上流の光アンプが、例えば、数１００ｍｓｅｃオーダで急に立ち上がると、ＯＳＣ信号の受ける、主信号によるラマン増幅利得も急激に変化する。すると、ＯＳＣ信号パワーも急に高レベルに変化することになり、ＯＳＣ受信部での急変耐力を超えてしまうと、エラーとなってしまい、光伝送制御の品質及び信頼性の低下を引き起こすといった問題があった。
【００４１】
このことは、下流のラマン励起光源についても同様である。ラマン励起光源が急に立ち上がると、ＯＳＣ信号の受ける、ラマン励起光によるラマン増幅利得も急激に変化する。すると、ＯＳＣ信号パワーも急に高レベルに変化することになり、ＯＳＣ受信部での急変耐力を超えてしまうと、エラーとなってしまい、光伝送制御の品質及び信頼性の低下を引き起こすといった問題があった。
【００４２】
なお、実験した結果では、光アンプ出力が約２８ｄＢｍ、ラマン励起光源出力が約２８ｄＢｍのとき、主信号及びラマン励起光がある場合のＯＳＣ信号の変化は、約１２ｄＢという大きな変動が起きていた。
【００４３】
次にＡＰＳＤ（Auto Power Shut Down）に関連した問題点について説明する。ＡＰＳＤとは、光ファイバのコネクタ抜けや光ファイバが断線した場合、人体保護や火災を防止するために、高出力を放射する光アンプやラマン励起光源を自動的に停止させて、外部への光放射をシャットダウンする機能のことをいう。
【００４４】
図９はＡＰＳＤの動作を説明するための図である。上流局１１０は、下り側（下り回線側）に光アンプ（ＥＤＦＡ）１１１と下りＯＳＣ送信部１１３、上り側（上り回線側）にラマンアンプ（ラマン励起光源）１１２と上りＯＳＣ受信部１１４を有する。下流局１２０は、下り側にラマンアンプ１２２と下りＯＳＣ受信部１２３、上り側に光アンプ１２１と上りＯＳＣ送信部１２４を有する。また、上流局１１０と下流局１２０は下りの光ファイバ伝送路Ｆ１と、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて接続する。
〔Ｓ１〕光ファイバ伝送路Ｆ１が断する。
〔Ｓ２〕光ファイバ伝送路Ｆ１が断した場合でも、下流局１２０のラマンアンプ１２２からはラマン励起光は放出されている。このため、雑音光（ＡＳＥ）が増幅され、増幅された雑音光が下流局１２０側へ向かって流れてくる。
〔Ｓ３〕下流局１２０の下りＯＳＣ受信部１２３は、雑音光を受信すると、ＯＳＣエラーと判断して、ＯＳＣアラーム及びシャットダウン要求を生成する。なお、通常、ＯＳＣ受信部では、ＯＳＣ信号のフレーム検出を行っており、フレームが正常に検出された場合は正常受信、フレームが検出されない場合はＯＳＣエラーとみなす（データ自体のエラー検出、クロック抽出不可、光信号自体を検出できない場合などのＯＲ論理をとってエラーとみなす）。
〔Ｓ４〕シャットダウン要求により、ラマンアンプ１２２を停止する。
〔Ｓ５〕シャットダウン要求により、光アンプ１２１を停止する。
〔Ｓ６〕下流局１２０の上りＯＳＣ送信部１２４は、ＯＳＣアラームを受信すると、その旨を上りのＯＳＣ信号にのせて、光ファイバ伝送路Ｆ２から送出する。
〔Ｓ７〕上流局１１０の上りＯＳＣ受信部１１４は、ステップＳ６のＯＳＣ信号を受信するとシャットダウン要求を生成する。
〔Ｓ８〕シャットダウン要求により、ラマンアンプ１１２を停止する。
〔Ｓ９〕シャットダウン要求により、光アンプ１１１を停止する。このようなシーケンスにより、上流、下流の光アンプとラマンアンプすべてがシャットダウンされることになる。すると、ＯＳＣパワーは安定となるため、エラーは収まり、通常状態への遷移条件が整う。
【００４５】
このようなＡＰＳＤの動作に対して、各アンプがシャットダウンして、その後に通常状態へ遷移するときに、光アンプやラマンアンプが急に立ち上がってしまうと、図２〜図８で上述したように、ＯＳＣ信号のレベルが急激に上昇してしまい、再びＯＳＣエラーとなり、ＡＰＳＤ状態に遷移することになる。すなわち、ＡＰＳＤ→起動シーケンス→ＯＳＣ信号エラー→ＡＰＳＤ→…と繰り返すことになり、システムが安定して立ち上がることができず、光伝送制御の品質及び信頼性の低下を引き起こすといった問題があった。
【００４６】
以上説明したように、無中継の光伝送システムでは、ＯＳＣ信号が主信号の長波長側に配置されることで、主信号及びラマン励起光によるラマン増幅の影響を受けてしまい、システム起動時（ＡＰＳＤ復帰時）の急な立ち上げにより、ＯＳＣ信号が急激な利得変動を受けてエラー発生を引き起こすといった問題があった。
【００４７】
無中継の光伝送システムでは、伝送路のロスが非常に大きいため、ＯＳＣ信号はその影響を極力小さくするように伝送路ロスが最少となる１５７０〜１５８０ｎｍ付近に配置されることが多いと予想される。
【００４８】
また、今後さらに無中継距離の長いシステムができると、主信号及びラマン励起光共に、パワーはさらに大きくなり、ＯＳＣ信号の受ける影響もさらに大きくなる。本発明では、このような状況に対して、急激な利得変動によるＯＳＣ信号のエラーを確実に抑制して、光伝送制御の品質及び信頼性の向上を図るものである。
【００４９】
次に本発明の光伝送システム１の動作について以降詳しく説明する。なお、上り方向、下り方向ともに動作は同じなので、以降では下り方向（上流局１１０→下流局１２０）の動作を中心にして説明する。
【００５０】
最初に光アンプ１１の出力パワーの段階的立ち上げ制御について説明する。図１０は光アンプ１１の周辺ブロック構成を示す図である。光送信装置１０は、光アンプ１１、ＷＤＭ部１２ａ、１２ｂ、ＯＳＣ受信部１４ａ、ＯＳＣ送信部１４−１、ＶＡＴ（variable attenuator：光可変減衰器）１５、ＰＤ（フォトダイオード）１６、カプラＣ１、制御部１３０（光アンプ出力制御部１３の機能を含む）を有する。
【００５１】
ＷＤＭ部１２ａは、波長多重信号を受信して、ＯＳＣ信号と主信号に分離し、ＯＳＣ信号をＯＳＣ受信部１４ａへ、主信号をＶＡＴ１５へ出力する。ＯＳＣ受信部１４ａは、ＯＳＣ信号を電気信号に変換し、制御部１３０へ送信する。なお、制御部１３０は、ＣＰＵまたはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含み、光送信装置１０の全体制御を行う。
【００５２】
ＶＡＴ１５は、制御部１３０からの減衰制御信号にもとづき、減衰量を設定する。カプラＣ１は、主信号を光アンプ１１及びＰＤ１６に分岐する。ＰＤ１６は主信号を電気信号に変換して制御部１３０へ送信する。
【００５３】
光アンプ１１は、主信号を増幅する。なお、光アンプ１１は、自己の動作状態を制御部１３０へ通知する。また、ＡＬＣ（Automatic Level Control）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）制御信号を制御部１３０から受信する。
【００５４】
ＯＳＣ送信部１４−１は、制御部１３０から送信された信号を光のＯＳＣ信号に変換する。ＷＤＭ部１２ｂは、光アンプ１１から出力された主信号と、ＯＳＣ送信部１４−１からのＯＳＣ信号とを多重して、波長多重信号を生成し出力する。
【００５５】
ここで、ＷＤＭ光増幅の特徴である、ＡＬＣモード、ＡＧＣモードについて説明する。ＡＬＣは、光アンプ１１の出力レベルを、入力が変動した場合でも一定にする制御である。すなわち、光アンプ１１に対して、なんらかの入力光がある場合に、光入力レベルによらず、光アンプ１１の出力が一定になるように、光アンプ１１のゲイン（光入力レベルと光出力レベルの比）を設定する。
【００５６】
ＡＧＣは、光アンプ１１のゲインを一定に保つ制御である。したがって、ＡＧＣモードのときには、光アンプ１１の入力レベルが変動した場合、ゲインが一定となるように制御されているために、出力レベルは入力レベルに追随して変動することになる。ＷＤＭ伝送では、このようなＡＬＣモードとＡＧＣモードとを併用することで、円滑な光増幅制御を行っている。
【００５７】
なお、ＡＬＣとＡＧＣを設定する場合、システム立ち上げ時は、ＡＬＣモードから開始してゲインを設定し、その後の運用状態ではＡＧＣモードに遷移する（ＡＬＣでゲイン設定後にＡＧＣへ遷移）。
【００５８】
図１１は光アンプ１１の出力パワーの段階的立ち上げの様子を示す図である。縦軸は光アンプ１１の出力レベル、横軸は時間である。図は、光アンプ１１の増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合の段階的立ち上げの様子を示している。
【００５９】
ＡＬＣモード時は、光アンプ１１の出力レベルをゼロレベルから緩やかに上げていき（図１０の制御部１３０のＡＬＣ／ＡＧＣ制御信号による）、あるレベルになってＡＧＣモードへ遷移した場合には、制御部１３０は、減衰制御信号により、ＶＡＴ１５の減衰量を徐々に減らすことで、図１１に示すように出力パワーを階段状にステップアップさせて（例えば、０．５ｓ毎に０．５ｄＢ上昇させる）、最終的な目標値を設定する。
【００６０】
このように、ＡＬＣモードのときは、光アンプ１１の出力レベルを直接コントロールできるので、光アンプ１１から高パワーが急に出力されないように、緩やかに上昇するように調整し、ＡＧＣモードになってゲインが設定された後は、ＶＡＴ１５の減衰量を調整することで、光アンプ１１の出力パワーを階段状に立ち上げる。これにより、ＯＳＣ信号の急激な利得変動を抑制する。
【００６１】
次に光アンプ１１の増幅制御として、ＡＧＣモードのみを用いる場合の段階的立ち上げ制御について説明する。図１２は光アンプ１１の出力状態を示す図である。光が入力している状態のアンプ立ち上げ時から、その後の運用状態に至るまで、光アンプ１１がＡＧＣモードのみで設定されている場合は、デフォルトでゲインが設定されるため、高パワーが急に出力される様子を示している。なお、図中、ＡＬＣモードの光アンプ１１の出力状態も示す（立ち上げ開始時は、ゼロレベルから制御できるので、急に高パワーが出力することはない）。
【００６２】
したがって、光アンプ１１の増幅制御として、ＡＧＣモードのみを用いる場合では、ＶＡＴ１５の減衰量を、初期設定時には最大減衰量になるように設定しておき（ＶＡＴ１５を完全に閉じた状態にしておく）、その後、制御部１３０の減衰量制御信号により、ＶＡＴ１５の減衰量を徐々に減らして、光アンプ１１の出力パワーを段階的に立ち上げる。これにより、ＯＳＣ信号の急激な利得変動を抑制する（なお、以降では、光アンプ１１の増幅制御には、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いた場合についてのみ説明する）。
【００６３】
次にラマン励起光のパワーの段階的立ち上げ制御について説明する。図１３は励起光源部２２のラマン励起光パワーの段階的立ち上げの様子を示す図である。縦軸はラマン励起光の出力レベル、横軸は時間である。励起光源部２２は、図に示すように、励起光源部２２の出力を徐々に上げるように制御して（例えば、ゼロレベルから目標値までを１６分割して、１ステップ毎上昇させる）、最終的な目標値に設定する。これにより、ＯＳＣ信号の急激な利得変動を抑制する。
【００６４】
次に光アンプ１１及び励起光源部２２に対して、時間差を設けた段階的立ち上げ制御について説明する。図１１、図１３で示したような段階的立ち上げ制御を行っても、光アンプ１１と励起光源部２２が同時に立ち上がってしまうと、ＯＳＣ信号の利得が急変するといった現象が生じる可能性があるため、ＯＳＣ信号に対する急激な利得変動を確実になくすために、光アンプ１１と励起光源部２２の立ち上げに時間差を設ける。
【００６５】
時間差を設けた段階的立ち上げ制御としては、タイマを持たせて立ち上げ開始タイミングを制御する方法と、ＯＳＣ信号でステータスのやり取りを行って、立ち上げ開始タイミングを制御する方法とがある。
【００６６】
図１４、図１５はタイマによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。図１４は上流の光アンプ１１が下流の励起光源部２２より先に立ち上がる場合を示しており、図１５は下流の励起光源部２２が上流の光アンプ１１より先に立ち上がる場合を示している。
【００６７】
図１４では、光受信装置２０の励起光源出力制御部２３に、システム起動時からカウントを開始するタイマを持たせておく。そして、一定時間（数ｓｅｃ）カウントさせた後に、励起光源部２２の励起光パワーの段階的立ち上げを行う。このようにすれば、システム起動時には、タイマを持たない光送信装置１０側の光アンプ１１が先に立ち上がり、励起光源部２２はタイマで遅らせた後に立ち上がるので、時間差を設けることができる。
【００６８】
同様に、図１５では、光送信装置１０の光アンプ出力制御部１３に、システム起動時からカウントを開始するタイマを持たせておく。そして、一定時間（数ｓｅｃ）カウントさせた後に、光アンプ１１の出力パワーの段階的立ち上げを行う。このようにすれば、システム起動時には、タイマを持たない光受信装置２０側の励起光源部２２が先に立ち上がり、光アンプ１１はタイマで遅らせた後に立ち上がるので、時間差を設けることができる。
【００６９】
図１６はＯＳＣ信号を用いてのステータスのやり取り動作を示す図である。上流の光アンプ１１−１が下流の励起光源部２２−１より先に立ち上がる場合の動作を示している。図に示すシステムの概略構成は、上流局１０は、下り側に光アンプ１１−１、光アンプ出力制御部１３−１、ＯＳＣ送信部１４−１を有し、上り側に励起光源部１２−２を有している。
【００７０】
下流局２０は、下り側に励起光源部２２−１、励起光源出力制御部２３−１、ＯＳＣ受信部２４−１を有し、上り側に光アンプ２１−２を有している。また、上流局１０と下流局２０は下りの光ファイバ伝送路Ｆ１と、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて接続する。
〔Ｓ１１〕システム起動時、上流局１０の光アンプ出力制御部１３−１は、光アンプ１１の出力パワーの段階的立ち上げを行う。
〔Ｓ１２〕光アンプ１１−１の段階的立ち上げ制御が完了すると、光アンプ出力制御部１３−１は、ＯＳＣ送信部１４−１へ制御完了の旨を通知する。
〔Ｓ１３〕ＯＳＣ送信部１４−１は、制御完了情報を含むＯＳＣ信号を、光ファイバ伝送路Ｆ１を通じて、下流局２０へ送信する。
〔Ｓ１４〕下流局２０のＯＳＣ受信部２４−１は、ＯＳＣ信号を受信する。
〔Ｓ１５〕ＯＳＣ受信部２４−１は、受信したＯＳＣ信号を電気信号に変換した後、励起光源出力制御部２３−１へ送信する。
〔Ｓ１６〕励起光源出力制御部２３−１は、ＯＳＣ受信部２４−１から出力された電気信号により、上流局１０の光アンプ１１−１が立ち上げ終了したことを認識すると、励起光源部２２−１の段階的立ち上げ制御を開始する。
【００７１】
図１７は図１６に対するステータスのやり取りによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。上流局１０の光アンプ出力制御部１３−１による光アンプ１１−１の出力パワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了の旨を、下りのＯＳＣ信号にて下流局２０へ通知する。そして、下流局２０の励起光源出力制御部２３−１は、受信したＯＳＣ信号にもとづき、励起光のパワーの段階的立ち上げを行う。このように、上流局１０と下流局２０間でＯＳＣ信号を用いてステータスのやり取りを行うことで、より高精度に時間差を設定することができる。
【００７２】
図１８はＯＳＣ信号を用いてのステータスのやり取り動作を示す図である。下流の励起光源部２２−１が上流の光アンプ１１−１より先に立ち上がる場合の動作を示している。図に示すシステムの概略構成は、上流局１０は、下り側に光アンプ１１−１、光アンプ出力制御部１３−１を有し、上り側に励起光源部１２−２、ＯＳＣ受信部１４−２を有している。
【００７３】
下流局２０は、下り側に励起光源部２２−１、励起光源出力制御部２３−１を有し、上り側に光アンプ２１−２、ＯＳＣ送信部２４−２を有している。また、上流局１０と下流局２０は下りの光ファイバ伝送路Ｆ１と、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて接続する。
〔Ｓ２１〕システム起動時、下流局２０の励起光源出力制御部２３−１は、励起光源部２２−１の励起光パワーの段階的立ち上げを行う。
〔Ｓ２２〕励起光源部２２−１の段階的立ち上げ制御が完了すると、励起光源出力制御部２３−１は、ＯＳＣ送信部２４−２へ制御完了の旨を通知する。
〔Ｓ２３〕ＯＳＣ送信部２４−２は、制御完了情報を含むＯＳＣ信号を、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて、上流局１０へ送信する。
〔Ｓ２４〕上流局１０のＯＳＣ受信部１４−２は、ＯＳＣ信号を受信する。
〔Ｓ２５〕ＯＳＣ受信部１４−２は、受信したＯＳＣ信号を電気信号に変換した後、光アンプ出力制御部１３−１へ送信する。
〔Ｓ２６〕光アンプ出力制御部１３−１は、ＯＳＣ受信部１４−２から出力された電気信号により、下流局２０の励起光源部２２−１が立ち上げ終了したことを認識すると、光アンプ１１−１の段階的立ち上げ制御を開始する。
【００７４】
図１９は図１８に対するステータスのやり取りによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。下流局２０の励起光源出力制御部２３−１による励起光のパワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了の旨を、上りのＯＳＣ信号にて上流局１０へ通知する。そして、上流局１０の光アンプ出力制御部１３−１は、受信したＯＳＣ信号にもとづき、光アンプ１１−１の出力パワーの段階的立ち上げを行う。このように、上流局１０と下流局２０間でＯＳＣ信号を用いてステータスのやり取りを行うことで、より高精度に時間差を設定することができる。
【００７５】
次に光アンプ１１と励起光源部２２との立ち上げ途中状態を、上流、下流双方でＯＳＣ信号で通知しながら、段階的立ち上げ制御を行う場合について説明する。図２０は立ち上げ途中状態を通知しながらの段階的立ち上げ制御を示す図である。
〔Ｓ３１〕システム起動時、上流局１０の光アンプ出力制御部１３−１は、光アンプ１１−１のＡＬＣモードにおける出力パワーを、目標値１ａまで緩やかに上昇させる。
〔Ｓ３２〕上流局１０は、下りＯＳＣ信号を用いて、上流の光アンプ１１−１が目標値１ａまで立ち上げた旨を下流局２０へ通知する。
〔Ｓ３３〕下流局２０は、ステップＳ３２のＯＳＣ信号を受信すると、励起光源出力制御部２３−１は、励起光源部２２−１の励起光パワーを目標値２ａまで階段状に上昇させる。
〔Ｓ３４〕下流局２０は、上りＯＳＣ信号を用いて、下流の励起光源部２２−１が目標値２ａまで立ち上げた旨を上流局１０へ通知する。
〔Ｓ３５〕上流局１０は、ステップＳ３４のＯＳＣ信号を受信すると、光アンプ出力制御部１３−１は、ＡＧＣモードの光アンプ１１−１の出力パワーを、ＶＡＴの減衰量を制御して、目標値１ｂまで階段状に上昇させる。
〔Ｓ３６〕上流局１０は、下りＯＳＣ信号を用いて、上流の光アンプ１１−１が最終の目標値１ｂまで立ち上げた旨を下流局２０へ通知する。
〔Ｓ３７〕下流局２０は、ステップＳ３６のＯＳＣ信号を受信すると、励起光源出力制御部２３−１は、励起光源部２２−１の励起光パワーを目標値２ｂまで階段状に上昇させる。
〔Ｓ３８〕下流局２０は、上りＯＳＣ信号を用いて、下流の励起光源部２２−１が最終の目標値２ｂまで立ち上げた旨を上流局１０へ通知する。
【００７６】
このように、上流局１０の光アンプ１１−１を、途中の状態（例えば、中間状態）まで立ち上げたら、その状態を下りＯＳＣ信号で下流局２０へ通知し、下流局２０では、ＯＳＣ信号を受信した後に、励起光源部２２−１の立ち上げを開始し、ラマン励起光が中間状態まで立ち上がったら、上りＯＳＣ信号で上流局１０へ通知し、上流局１０では、光アンプ１１−１を中間状態から再び段階的に立ち上げる…、といったシーケンスで、上流局１０、下流局２０でバランスをとりながら段階的立ち上げ制御を行う。このような制御を行うことで、高精度の立ち上げ設定を行うことができる。
【００７７】
次に受信レベルのモニタ結果にもとづいて段階的立ち上げ制御を行う場合について説明する。図２１はモニタ結果にもとづく光アンプ１１−１の段階的立ち上げ制御を説明するための図である。
【００７８】
図に示すシステムの概略構成は、上流局１０は、下り側に光アンプ１１−１と光アンプ出力制御部１３−１を有し、上り側に励起光源部１２−２とＯＳＣ受信部１４−２を有している。
【００７９】
下流局２０は、下り側に励起光源部２２−１とモニタ制御部２５−１を有し、上り側に光アンプ２１−２とＯＳＣ送信部２４−２を有している。励起光源部２２−１は励起ＬＤ（レーザダイオード）２２ａ、ＷＤＭ部２２ｂから構成され、モニタ制御部２５−１は、カプラ２５ａ、ＰＤ２５ｂ、モニタ部２５ｃから構成される。また、上流局１０と下流局２０は下りの光ファイバ伝送路Ｆ１と、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて接続する。
〔Ｓ４１〕下流局２０のモニタ制御部２５−１は、光ファイバ伝送路Ｆ１を通じて送信された主信号を受信してレベルをモニタする。すなわち、カプラ２５ａは、受信光をＰＤ２５ｂへ分岐し、ＰＤ２５ｂは、受信光をアナログ電気信号に変換する。モニタ部２５ｃは、アナログ信号をディジタル信号に変換して、内部のＣＰＵまたはＦＰＧＡにより、受信光のレベルをモニタする。
〔Ｓ４２〕モニタ部２５ｃは、モニタ結果をアナログ信号に変換して、ＯＳＣ送信部２４−２へ通知する。
〔Ｓ４３〕ＯＳＣ送信部２４−２は、受信した電気信号を光信号に変換して、モニタ結果を含む上りＯＳＣ信号を光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて、上流局１０へ送信する。
〔Ｓ４４〕上流局１０のＯＳＣ受信部１４−２は、上りＯＳＣ信号を受信する。
〔Ｓ４５〕ＯＳＣ受信部１４−２は、上りＯＳＣ信号を電気信号に変換して光アンプ出力制御部１３−１へ送信する。
〔Ｓ４６〕光アンプ出力制御部１３−１は、モニタ結果を含む電気信号を受信して、モニタ結果値から制御ステップ（目標値までのステップ数や１ステップの時間設定など）を演算して、光アンプ１１−１の出力パワーの段階的立ち上げ制御を行う。
【００８０】
図２２はモニタ結果にもとづく励起光源部２２−１の段階的立ち上げ制御を説明するための図である。図に示すシステムの概略構成は、上流局１０は、下り側に光アンプ１１−１を有し、上り側に励起光源部１２−２を有している。下流局２０は、下り側に励起光源部２２−１、励起光源出力制御部２３−１、モニタ制御部２５−１を有し、上り側に光アンプ２１−２を有している。励起光源部２２−１及びモニタ制御部２５−１の内部構成は図２１と同じである。また、上流局１０と下流局２０は下りの光ファイバ伝送路Ｆ１と、上りの光ファイバ伝送路Ｆ２を通じて接続する。
〔Ｓ５１〕下流局２０のモニタ制御部２５−１は、光ファイバ伝送路Ｆ１を通じて送信された主信号を受信してレベルをモニタする。すなわち、カプラ２５ａは、受信光をＰＤ２５ｂへ分岐し、ＰＤ２５ｂは、受信光をアナログ電気信号に変換する。モニタ部２５ｃは、アナログ信号をディジタル信号に変換して、内部のＣＰＵまたはＦＰＧＡにより、受信光のレベルをモニタする。
〔Ｓ５２〕モニタ部２５ｃは、モニタ結果をアナログ信号に変換して、励起光源出力制御部２３−１へ通知する。
〔Ｓ５３〕励起光源出力制御部２３−１は、受信したモニタ結果値から制御ステップを演算して、励起光源部２２−１の出力パワーの段階的立ち上げ制御を行う。なお、励起光源部２２−１では、励起光源出力制御部２３−１からの設定信号にもとづいて、励起ＬＤ２２ａはラマン励起光を放出し、ＷＤＭ部２２ｂはラマン励起光を光ファイバ伝送路Ｆ１に入射してラマン後方励起を行う。
【００８１】
このように、図２１、図２２の場合は、実際の受信レベルのモニタ結果にもとづいて、制御ステップを演算しながら段階的立ち上げ制御を行うので、より高精度で信頼性の高い制御を行うことが可能になる。
【００８２】
なお、上記ではモニタ制御部２５−１は、主信号のレベルをモニタすることとしたが、ＯＳＣ信号をモニタしてもよいし、主信号及びＯＳＣ信号の両方をモニタしてモニタ結果値を生成するようにしてもよい。
【００８３】
次に本発明の保護時間設定部について説明する。ＯＳＣ信号を受信するＯＳＣ受信部では、上述したように、ＯＳＣ信号のフレーム検出を行って、正常受信かエラーかを判断している。この場合、素子特性などの原因により、運用中にわずかなフレーム同期外れなどの瞬時のエラーが生じたときでも、エラー発生とみなしてしまうと、ＡＰＳＤが適用されているシステムでは、即座にＡＰＳＤに遷移してしまい運用効率が低下することになる。したがって、本発明では、保護時間設定部による保護時間を設けて、この保護時間を超えてエラーが続いたときに、はじめてエラー発生とみなすようにする。
【００８４】
図２３は保護時間の設定例を示す図である。実際のＯＳＣエラー（“Ｈ”でエラー発出とする）が保護時間を満たさず、エラー発生とみなされない様子を示している。保護時間を保護処理用クロックの６クロック分とする。また、保護後のＯＳＣエラーは、実際のＯＳＣエラーが保護処理用クロックの６クロック分連続して“Ｈ”の場合に、“Ｈ”となる信号である。
【００８５】
図に示すような実際のＯＳＣエラーＥ１が発出した場合には、保護時間（６クロック分）を満たしていないため、保護後のＯＳＣエラーＥ２は“Ｌ”となり、この場合はエラー発生とみなさない。
【００８６】
図２４は保護時間の設定例を示す図である。実際のＯＳＣエラーが保護時間を満たし、エラー発生とみなされる様子を示している。図に示すような実際のＯＳＣエラーＥ３が発出した場合には、保護時間（６クロック分）を満たしているため、保護後のＯＳＣエラーＥ４は“Ｈ”となり、この場合は実質的なエラー発生とみなす。
【００８７】
このように、ＯＳＣのエラーの検出に、保護時間（例えば、１００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度）を設定することで、一瞬のエラー発出ですぐにエラー状態とするのではなく、ある一定時間の間、継続してエラーが発出している場合にはじめてエラー状態とさせることができる。
【００８８】
次に段階的立ち上げ制御による目標値までの制御ステップの設定処理について説明する。図２５は制御ステップを演算によって設定する場合の図である。光アンプ出力制御部１３−１は、ＣＰＵ（またはＦＰＧＡ）１３ａ、Ｄ／Ａ部１３ｂを含む。ＣＰＵ１３ａに光アンプ１１−１の出力パワーの目標値を設定すると、ＣＰＵ１３ａが自律的に（主信号の波長数などを考慮して）制御ステップを演算する。そして、ＣＰＵ１３ａは制御ステップにもとづき、Ｄ／Ａ部１３ｂに出力パワー制御信号を送信する。Ｄ／Ａ部１３ｂは、ディジタルの出力パワー制御信号をアナログ信号に変換して、光アンプ１１−１へ設定する。
【００８９】
一方、励起光源出力制御部２３−１は、ＣＰＵ（またはＦＰＧＡ）２３ａ、Ｄ／Ａ部２３ｂを含む。ＣＰＵ２３ａに励起光源部２２−１の励起光パワーの目標値を設定すると、ＣＰＵ２３ａが自律的に（主信号の波長数などを考慮して）制御ステップを演算する。そして、ＣＰＵ２３ａは制御ステップにもとづき、Ｄ／Ａ部２３ｂに励起光パワー制御信号を送信する。Ｄ／Ａ部２３ｂは、ディジタルの励起光パワー制御信号をアナログ信号に変換して、励起光源部２２−１へ設定する。
【００９０】
図２６は制御ステップをメモリから読み出して設定する場合の図である。光アンプ出力制御部１３−１は、ＣＰＵ（またはＦＰＧＡ）１３ａ、Ｄ／Ａ部１３ｂ、メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）１３ｃを含む。ＣＰＵ１３ａに光アンプ１１−１の出力パワーの目標値を設定すると、ＣＰＵ１３ａはメモリ１３ｃから制御ステップを読み出す。そして、ＣＰＵ１３ａは制御ステップにもとづき、Ｄ／Ａ部１３ｂに出力パワー制御信号を送信する。Ｄ／Ａ部１３ｂは、ディジタルの出力パワー制御信号をアナログ信号に変換して、光アンプ１１−１へ設定する。
【００９１】
一方、励起光源出力制御部２３−１は、ＣＰＵ（またはＦＰＧＡ）２３ａ、Ｄ／Ａ部２３ｂ、メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）２３ｃを含む。ＣＰＵ２３ａに励起光源部２２−１の励起光パワーの目標値を設定すると、ＣＰＵ２３ａはメモリ２３ｃから制御ステップを読み出す。そして、ＣＰＵ２３ａは制御ステップにもとづき、Ｄ／Ａ部２３ｂに励起光パワー制御信号を送信する。Ｄ／Ａ部２３ｂは、ディジタルの励起光パワー制御信号をアナログ信号に変換して、励起光源部２２−１へ設定する。
【００９２】
以上説明したように、本発明によれば、ＯＳＣ信号に与えるラマン利得の急激な変化を抑圧でき、ＯＳＣ信号のエラー発生を抑えることが可能になる。また、ＯＳＣ信号のエラーをトリガにして、光アンプやラマンアンプをシャットダウンするＡＰＳＤを採用するシステムに対し、ＯＳＣ信号エラー→ＡＰＳＤ→起動シーケンス→ＯＳＣ信号エラー→…という繰り返し動作を抑え、正常にシステムを起動させることが可能になる。さらに、エラーが発出してもすぐにはＡＰＳＤに遷移しないように、保護時間を設定することにより、誤動作を防止することが可能になる。
【００９３】
（付記１）  長距離の光伝送を行う光伝送システムにおいて、
主信号を増幅して出力する光アンプと、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記光アンプの出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる光アンプ出力制御部と、から構成される光送信装置と、
光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起光源部と、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる励起光源出力制御部と、から構成される光受信装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【００９４】
（付記２）  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００９５】
（付記３）  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００９６】
（付記４）  前記励起光源出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行って、前記光アンプの立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００９７】
（付記５）  前記光アンプ出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行って、前記励起光源部の立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００９８】
（付記６）  前記光アンプ出力制御部による前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了を下りのＯＳＣ信号にて前記光受信装置へ通知し、前記励起光源出力制御部は、前記ＯＳＣ信号にもとづき、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００９９】
（付記７）  前記励起光源出力制御部による前記励起光のパワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了を上りのＯＳＣ信号にて前記光送信装置へ通知し、前記光アンプ出力制御部は、前記ＯＳＣ信号にもとづき、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１００】
（付記８）  前記光アンプ出力制御部と前記励起光源出力制御部との双方の段階的立ち上げの途中状態を、互いに下り上りのＯＳＣ信号によって通知しながら、前記光アンプ及び前記励起光源部の段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０１】
（付記９）  前記光受信装置は、主信号パワーまたはＯＳＣ信号パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部を有し、モニタ結果を上りのＯＳＣ信号により前記光送信装置へ通知し、前記光アンプ出力制御部は、前記モニタ結果にもとづき制御ステップを演算して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０２】
（付記１０）  前記光受信装置は、主信号パワーまたはＯＳＣ信号パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部を有し、前記励起光源出力制御部は、前記モニタ結果にもとづき制御ステップを演算して、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０３】
（付記１１）  前記光送信装置及び前記光受信装置は、ＯＳＣ信号のエラーが発出した際、あらかじめ設定した保護時間を超えてエラーが続いたときに、実質的なエラー発生とみなすための保護時間設定部を有することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０４】
（付記１２）  前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプの出力パワーの目標値に対し、制御ステップを内部演算により求めるか、またはメモリから前記制御ステップを読み出して、段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０５】
（付記１３）  前記励起光源出力制御部は、前記励起光のパワーの目標値に対し、制御ステップを内部演算により求めるか、またはメモリから前記制御ステップを読み出して、段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【０１０６】
（付記１４）  長距離の光伝送を行う光伝送装置において、
主信号を増幅して出力する光アンプと、
ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記光アンプの出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる光アンプ出力制御部と、
光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起光源部と、
ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる励起光源出力制御部と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【０１０７】
（付記１５）  前記光アンプの増幅制御として、ＡＬＣ／ＡＧＣモードを用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプがＡＬＣモードの場合は、ゼロレベルからパワーを制御し、前記光アンプがＡＧＣモードへ遷移した場合は、前記光アンプの前段に配置した光可変減衰器の減衰量を調整して前記光アンプへの入力パワーを制御することで、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１０８】
（付記１６）  前記光アンプの増幅制御として、ＡＧＣモードのみ用いる場合、前記光アンプ出力制御部は、光可変減衰器を最大減衰量に設定しておき、最大減衰量からレベルを上げるように調整して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１０９】
（付記１７）  前記励起光源出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行って、上流局の前記光アンプの立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１０】
（付記１８）  前記光アンプ出力制御部は、システム起動時からカウントを開始するタイマを有し、一定時間経過後に、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行って、下流局の前記励起光源部の立ち上がりに対して時間差を設けることを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１１】
（付記１９）  前記光アンプ出力制御部による前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了を下りのＯＳＣ信号にて下流局へ通知し、下流局の前記励起光源出力制御部は、前記ＯＳＣ信号にもとづき、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１２】
（付記２０）  前記励起光源出力制御部による前記励起光のパワーの段階的立ち上げ完了後、制御完了を上りのＯＳＣ信号にて上流局へ通知し、上流局の前記光アンプ出力制御部は、前記ＯＳＣ信号にもとづき、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１３】
（付記２１）  前記光アンプ出力制御部と前記励起光源出力制御部との双方の段階的立ち上げの途中状態を、互いに下り上りのＯＳＣ信号によって通知しながら、前記光アンプ及び前記励起光源部の段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１４】
（付記２２）  主信号パワーまたはＯＳＣ信号パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部を有し、モニタ結果を上りのＯＳＣ信号により上流局へ通知し、前記光アンプ出力制御部は、前記モニタ結果にもとづき制御ステップを演算して、前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１５】
（付記２３）  主信号パワーまたはＯＳＣ信号パワーの少なくとも一方をモニタするモニタ制御部を有し、前記励起光源出力制御部は、前記モニタ結果にもとづき制御ステップを演算して、前記励起光のパワーの段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１６】
（付記２４）  ＯＳＣ信号のエラーが発出した際、あらかじめ設定した保護時間を超えてエラーが続いたときに、実質的なエラー発生とみなすための保護時間設定部を有することを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１７】
（付記２５）  前記光アンプ出力制御部は、前記光アンプの出力パワーの目標値に対し、制御ステップを内部演算により求めるか、またはメモリから前記制御ステップを読み出して、段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１８】
（付記２６）  前記励起光源出力制御部は、前記励起光のパワーの目標値に対し、制御ステップを内部演算により求めるか、またはメモリから前記制御ステップを読み出して、段階的立ち上げを行うことを特徴とする付記１４記載の光伝送装置。
【０１１９】
（付記２７）  ＯＳＣ信号のエラー発生を抑制するＯＳＣ信号エラー抑制方法において、
主信号を増幅して出力する光アンプに対し、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記光アンプの出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げ、
光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起光源部に対し、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制するために、前記励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げて、急激な利得変動によるＯＳＣ信号のエラーを抑制するＯＳＣ信号エラー抑制方法。
【０１２０】
（付記２８）  前記光アンプの出力パワーの段階的立ち上げと、前記励起光のパワーの段階的立ち上げとは、時間差を設けて行うことを特徴とする付記２７記載のＯＳＣ信号エラー抑制方法。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光伝送システムは、立ち上げ時には、光アンプの出力パワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げ、励起光のパワーを目標値まで所定の時間をかけて立ち上げる構成とした。これにより、ＯＳＣ信号のパワーの急激な変化を抑制することができ、システムの安定した立ち上げが可能となるので、光伝送制御の品質及び信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の光伝送システムの原理図である。
【図２】
光波長の位置関係を示す概念図である。
【図３】
光波長の位置関係を示す概念図である。
【図４】
ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。
【図５】
ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。
【図６】
ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。
【図７】
ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。
【図８】
ＯＳＣ信号が受けるラマン増幅について説明するための図である。
【図９】
ＡＰＳＤの動作を説明するための図である。
【図１０】
光アンプの周辺ブロック構成を示す図である。
【図１１】
光アンプの出力パワーの段階的立ち上げの様子を示す図である。
【図１２】
光アンプの出力状態を示す図である。
【図１３】
励起光源部のラマン励起光パワーの段階的立ち上げの様子を示す図である。
【図１４】
タイマによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。
【図１５】
タイマによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。
【図１６】
ＯＳＣ信号を用いてのステータスのやり取り動作を示す図である。
【図１７】
図１６に対するステータスのやり取りによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。
【図１８】
ＯＳＣ信号を用いてのステータスのやり取り動作を示す図である。
【図１９】
図１８に対するステータスのやり取りによる立ち上げ開始タイミング制御を示す図である。
【図２０】
立ち上げ途中状態を通知しながらの段階的立ち上げ制御を示す図である。
【図２１】
モニタ結果にもとづく光アンプの段階的立ち上げ制御を説明するための図である。
【図２２】
モニタ結果にもとづく励起光源部の段階的立ち上げ制御を説明するための図である。
【図２３】
保護時間の設定例を示す図である。
【図２４】
保護時間の設定例を示す図である。
【図２５】
制御ステップを演算によって設定する場合の図である。
【図２６】
制御ステップをメモリから読み出して設定する場合の図である。
【符号の説明】
１  光伝送システム
１０  光送信装置（上流局）
１１  光アンプ
１３  光アンプ出力制御部
２０  光受信装置（下流局）
２２  励起光源部
２３  励起光源出力制御部
Ｆ１  光ファイバ伝送路
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2004088376.tif 000001