(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの波長の光信号を含む波長多重信号を、光ファイバを介して送受信する複数の光ノードを備える光伝送システムであって、
前記各光ノードは、
前記波長多重信号を増幅する少なくとも一つの光増幅部と、
制御信号を送受信するための制御信号送受信部と、を備え、
第１の前記光ノードは、前記波長多重信号を、第２の前記光ノードに送信し、
前記第１の光ノードは、前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎に変更する光制御部を備え、
前記第２の光ノードは、
前記第１の光ノードから送信された前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎にモニタすることによって、前記波長毎の光信号のパワーレベル値を取得する光監視部と、
前記取得された波長毎の光信号のパワーレベル値と、所定の上限値及び下限値とを比較する第１の比較演算部と、
前記比較の結果に基づいて、前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値を生成する目標値算出部と、
前記目標値算出部にて生成された前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値と前記光監視部にて取得された前記波長毎の光信号のパワーレベル値とを比較し、前記第１の光ノードの前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎に変更する量を定める制御量を算出する第２の比較演算部とを備え、
前記目標値算出部は、
前記光監視部から取得された波長毎の光信号のパワーレベル値に基づいて、前記波長多重信号のパワーレベルの中心値を求め、
前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の上限値を上回る場合、前記中心値と前記所定の上限値との間の第１の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、
前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の下限値を下回る場合、前記中心値と前記所定の下限値との間の第２の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、
前記第２の光ノードの第２の前記制御信号送受信部は、前記算出された制御量を含む第１の制御信号を、前記第１の光ノードの第１の前記制御信号送受信部に送信し、
前記第１の光ノードの光制御部は、第２の前記制御信号送受信部によって送信された第１の制御信号に含まれる制御量にしたがって、前記波長多重信号のパワーレベルを波長毎に変更することを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
前記目標値算出部は、前記第１の値及び前記第２の値をあらかじめ保持し、
前記第１の値及び前記第２の値は、前記波長に依存しないことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記目標値算出部は、
前記第１の値及び前記第２の値を算出するための関数を保持し、
前記第１の値及び前記第２の値を、前記波長毎の光信号のパワーレベルを前記関数に入力することによって生成することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記関数は、前記波長毎の光信号のパワーレベルと前記中心値とを加算した結果を２で除する式であることを特徴とする請求項３に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記目標値算出部は、前記波長毎の光信号のパワーレベルの最大値と最小値とを加算した結果を２で除した値、又は、前記波長多重信号に含まれるすべての波長の光信号のパワーレベルの平均値を求めることによって、前記中心値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記目標値算出部は、
前記光監視部に波長多重信号を直接送信した光増幅部の出力ターゲット値を取得し、
前記取得された出力ターゲット値に基づいて決定された波長毎のパワーレベル値の平均値を、前記中心値とすることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記第１の光ノードと前記第２の光ノードとの間に、第３の前記光ノードが配置され、
前記第３の光ノードは、前記第２の制御信号送受信部から前記第１の制御信号送受信部へ送信された第１の前記制御信号を、直接受信する第３の前記制御信号送受信部を備え、
前記第３の制御信号送受信部は、前記第２の制御信号送受信部へ、第２の前記制御信号を送信し、
前記第２の制御信号には、前記第２の制御信号のパワーレベル値と、前記第３の光ノードに備わる光増幅部の出力ターゲット値とが含まれ、
前記目標値算出部は、前記第２の制御信号に含まれる第２の制御信号のパワーレベル値と、前記第２の制御信号送受信部によって受信された際の前記第２の制御信号のパワーレベル値との差を算出することによって、スパン損失を取得し、
前記第２の制御信号に含まれる前記第３の光ノードに備わる光増幅部の出力ターゲット値から、前記取得されたスパン損失を減じることによって、前記中心値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項８】
少なくとも二つの波長の光信号を含む波長多重信号を、光ファイバを介して送受信する光ノードであって、
前記光ノードは、
前記波長多重信号を増幅する少なくとも一つの光増幅部と、
制御信号を送受信するための制御信号送受信部と、
他の前記光ノードから送信された前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎にモニタすることによって、前記波長毎の光信号のパワーレベル値を取得する光監視部と、
前記取得された波長毎の光信号のパワーレベル値と、所定の上限値及び下限値とを比較する第１の比較演算部と、
前記比較の結果に基づいて、前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値を生成する目標値算出部と、
前記目標値算出部にて生成された前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値と前記光監視部にて取得された前記波長毎の光信号のパワーレベル値とを比較し、前記第１の光ノードの前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎に変更する量を定める制御量を算出する第２の比較演算部とを備え、
前記目標値算出部は、
前記光監視部から取得された波長毎の光信号のパワーレベル値に基づいて、前記波長多重信号のパワーレベルの中心値を求め、
前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の上限値を上回る場合、前記中心値と前記所定の上限値との間の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、
前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の下限値を下回る場合、前記中心値と前記所定の下限値との間の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、
前記制御信号送受信部は、前記目標値にしたがって前記波長多重信号のパワーレベルを波長毎に前記他のノードに変更させるため、前記算出された制御量を含む第１の制御信号を、前記他の光ノードの前記制御信号送受信部に送信することを特徴とする光ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに関し、特に、波長多重技術を用いた光ファイバ伝送システム関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットに代表されるデータ通信の普及によって、アクセス網、メトロ網、又は、コア網において、通信回線の光化（光ファイバ化）が急速に普及している。光ファイバ伝送システムにおいて、長距離かつ大容量伝送を実現するため、複数の主信号波長を多重した波長多重（ＷＤＭ）伝送技術が導入されている。
【０００３】
光ファイバ伝送システムにおける伝送品質の指標となる代表的な特性には、光信号と光雑音との比によって定義されるＯＳＮＲ特性がある。
【０００４】
ＯＳＮＲ特性は、「伝送装置の特性パラメータ」（例えば、光送信機の出力光強度、光中継器の増幅利得、光合波器及び光分波器等の光学損失、及び／又は、光中継器によって発生する光雑音強度等）、「伝送装置間の伝送ファイバ損失」（例えば、光ファイバにおけるスパン損失）、及び／又は、「伝送装置の光中継器の数」などの特性に依存する。そして、「伝送装置の特性パラメータ」、又は「装置間のファイバ損失」の特性が、波長（チャネル）間で均一に得られない場合、波長チャネル間のＯＳＮＲ特性に偏差（格差）が生じる。
【０００５】
一方、波長多重伝送技術を用いるシステム（波長多重伝送システム）において、要求される伝送品質を実現するため、システムに配置される受信機において、所定のＯＳＮＲが確保されなければならない。このため、波長多重伝送システムにおいて、ＯＳＮＲが最小となるチャネルを基準に「装置間の伝送ファイバ損失」又は「伝送装置の光中継器の数」が定められる。
【０００６】
すなわち、波長多重伝送システムの伝送距離は、ＯＳＮＲが最小となるチャネルによって制限される。このため、波長多重伝送システムにおいて、ＯＳＮＲが最小となるチャネルのＯＳＮＲの改善が求められる。すなわち、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制することが求められる。
【０００７】
チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制する方法には、波長多重伝送システムにおける光信号の流れの上流側に、波長（チャネル）毎に光パワーを調整可能な光レベル調整機能を備え、波長多重伝送システムにおける光信号の下流側に、波長（チャネル）毎にＯＳＮＲをモニタするＯＳＮＲモニタ機能を備えるプリエンファシス技術が提案されている。
【０００８】
プリエンファシス技術において、ＯＳＮＲモニタ機能によって測定されたＯＳＮＲの値に基づいて、光レベル調整機能がフィードバック制御される。すなわち、波長多重信号がＯＳＮＲモニタ機能に送信された際の、波長多重信号のチャネル間のＯＳＮＲ特性が一様になるように、光レベル調整機能は、プリエンファシス技術において、フィードバック制御される。
【０００９】
プリエンファシス技術を用いた技術には、「プリエンファシス制御装置はプリエンファシス設定装置をリセットして波長多重信号を送信し、光信号対雑音比測定装置は各波長多重信号の光信号対光雑音比を測定し、プリエンファシス制御装置にフィードバックし、プリエンファシス制御装置はこの情報に基づいて、自動的にプリエンファシス量設定装置のプリエンファシス量を設定し、線路監視装置は何番目の光増幅器の性能が劣化したかを検知し、プリエンファシス制御装置は該検知情報に基づいて、自動的にプリエンファシス量設定装置のプリエンファシス量を制御する。」技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、プリエンファシス技術を用いた他の技術には、「互いに異なる波長を有する複数チャネルの信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を出力する第１の端局と、該ＷＤＭ信号光を受ける第２の端局と、第１の端局及び第２の端局間に敷設される光伝送路とを備え、第２の端局は、受信したＷＤＭ信号光に基づいて各チャネルの信号対雑音比をモニタリングする機能を有し、光伝送路は、ＷＤＭ信号光を第１の端局から第２の端局へ伝送するための第１の回線と、モニタリングされた信号対雑音比に関する監視制御信号を第２の端局から第１の端局へ伝送するための第２の回線とを含み、第１の端局は監視制御信号を受けこれに基づいて第２の端局における各チャネルの信号対雑音比が等しくなるように上記各信号光ビームのパワーを制御する手段を含むシステムが提供される。」技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−３２１８２４号公報
【特許文献２】特開平９−２６１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＯＳＮＲを監視し、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス技術は、ＯＳＮＲをモニタする機能を備えることが必須である。このため、プリエンファシス技術を用いた結果、装置の大型化、及び、装置を稼動させるためのコストの増大を招くといった課題が生じる。
【００１３】
各チャネル（波長）の信号光パワーをモニタする方法には、光バンドパスフィルタ又はＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）等の光分波機能によって、波長多重信号を各波長に分離し、分離された各々の光信号をフォトダイオード（ＰＤ）によって受光するパワーモニタ方法がある。
【００１４】
これらの方法によってＯＳＮＲ、すなわち、信号光パワーと雑音光パワーのパワーレベル比をモニタする場合、信号光パワーと同時に、雑音光パワーをモニタする必要がある。ここで、波長多重伝送システムにおける雑音光は、光源から出力される雑音光と、伝送システム中に配置された光増幅器から出力される雑音光（ＡＳＥ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）とが支配的である。
【００１５】
前述のような光分波機能によって、波長毎に分離された光信号をＰＤによって受光するパワーモニタ方法において、雑音光と信号光とを分離し、分離された各々のパワーをモニタすることは不可能である。このため、信号光と雑音光とを分離可能な程度まで、前述の光分波機能の波長分解能を向上させ、信号光と雑音光との各々の光パワーをモニタする機能が必要である。
【００１６】
信号光と雑音光との各々の光パワーをモニタする一般的な機能は、光スペクトルアナライザ等の装置によって実現される。光スペクトルアナライザは、光受光器及びその直前に配置された回折格子、又は、光バンドパスフィルタを、波長軸方向に掃引（スイープ）し、高い波長分解能によって雑音光パワーと信号光パワーとを分離することによって光信号を測定する装置である。特許文献１においても、ＯＳＮＲモニタには、光スペクトルアナライザが用いられる。
【００１７】
しかしながら、光スペクトルアナライザは、回折格子又は光バンドパスフィルタを波長軸方向に高分解能、かつ、高精度によって掃引する高度な制御技術、急峻かつ高精度な波長特性を有する光フィルタ技術を駆使して実現される。このため、光分波機能によって波長毎に分離された光信号をＰＤで受光する一般的なパワーモニタ方法と比較して、光スペクトルアナライザは、高価かつ集積化が難しく、光スペクトルアナライザを搭載した装置は、装置コストの増大、及び、装置の大型化を招くといった課題が生じる。
【００１８】
さらに、前述のＯＳＮＲモニタを代替する方法には、特許文献２に記載の電気的ＳＮＲのモニタ方法がある。電気的ＳＮＲモニタは、Ｑ値（クオリティファクター）を測定することによって、等価的にＳＮＲをモニタすることができる。一方、光信号を電気信号に変換した後に、信号パワーレベルの統計的分布を算出する信号処理、又は、信号から元情報を復号した後に元情報中に含まれる一部の信号から伝送品質を推定する処理等を行うための、高度かつ高速な信号処理回路が必要となる。このため、電気的ＳＮＲモニタには、装置コストの増大を招くといった課題が生じる。
【００１９】
本発明は、前述のような課題を鑑みてなされたものであり、波長多重信号の波長数及び波長配置、並びに、伝送装置や伝送ファイバの特性パラメータの変動に依存しない、安定性及び信頼性の高いパワーレベルモニタ方法を用いることによって、高価なＯＳＮＲモニタを用いることなく、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の代表的な一形態によると、少なくとも二つの波長の光信号を含む波長多重信号を、光ファイバを介して送受信する複数の光ノードを備える光伝送システムであって、前記各光ノードは、前記波長多重信号を増幅する少なくとも一つの光増幅部と、制御信号を送受信するための制御信号送受信部と、を備え、第１の前記光ノードは、前記波長多重信号を、第２の前記光ノードに送信し、前記第１の光ノードは、前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎に変更する光制御部を備え、前記第２の光ノードは、前記第１の光ノードから送信された前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎にモニタすることによって、前記波長毎の光信号のパワーレベル値を取得する光監視部と、前記取得された波長毎の光信号のパワーレベル値と、所定の上限値及び下限値とを比較する第１の比較演算部と、前記比較の結果に基づいて、前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値を生成する目標値算出部と、前記目標値算出部にて生成された前記波長毎の光信号のパワーレベルの目標値と前記光監視部にて取得された前記波長毎の光信号のパワーレベル値とを比較し、前記第１の光ノードの前記波長多重信号のパワーレベルを前記波長毎に変更する量を定める制御量を算出する第２の比較演算部とを備え、前記目標値算出部は、前記光監視部から取得された波長毎の光信号のパワーレベル値に基づいて、前記波長多重信号のパワーレベルの中心値を求め、前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の上限値を上回る場合、前記中心値と前記所定の上限値との間の第１の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、前記第１の比較演算部による比較の結果、前記取得された波長毎のパワーレベル値が前記所定の下限値を下回る場合、前記中心値と前記所定の下限値との間の第２の値を、当該波長のパワーレベルの目標値とし、前記第２の光ノードの第２の前記制御信号送受信部は、前記算出された制御量を含む第１の制御信号を、前記第１の光ノードの第１の前記制御信号送受信部に送信し、前記第１の光ノードの光制御部は、第２の前記制御信号送受信部によって送信された第１の制御信号に含まれる制御量にしたがって、前記波長多重信号のパワーレベルを波長毎に変更する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一実施形態によると、高価なＯＳＮＲモニタを用いることなく、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態のポイントツーポイントの光ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態のスター型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施形態のリング型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【図１Ｄ】本発明の第１の実施形態のメッシュ型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態の光ネットワークの末端に接続される光ノードの物理的な構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態の光ノードがＯＡＤＭ装置である場合の光ノードの物理的構成を示すブロック図である。
【図２Ｃ】本発明の第１の実施形態の他の光ノードの物理的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御を行う波長多重伝送システムの基本的な構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御が行われない場合の各光増幅器における入出力スペクトルを示す説明図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態のモニタノードにおける信号光パワーが均一となるように、プリエンファシス制御が行われた場合の各光増幅器における入出力スペクトルを示す説明図である。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施形態のモニタノードにおけるＯＳＮＲが均一となるように、プリエンファシス制御が行われた場合の各光増幅器４における入出力スペクトルを示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の信号光パワー、雑音光パワー及びＯＳＮＲのチャネル間偏差量を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御の問題点を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御を行う波長多重伝送システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値と固定値であるｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【図１０Ａ】本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノードにおけるｃｈ毎パワーモニタ値とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【図１０Ｂ】本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノードにおける光信号パワーを示す説明図である。
【図１０Ｃ】本発明の第１の実施形態のモニタノードにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１１Ａ】本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノードにおけるｃｈ毎パワーモニタ値とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【図１１Ｂ】本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノードにおける光信号パワーを示す説明図である。
【図１１Ｃ】本発明の第１の実施形態のモニタノードにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１２Ａ】本発明の第１の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±０．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１２Ｂ】本発明の第１の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±０．５ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１２Ｃ】本発明の第１の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±１．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１２Ｄ】本発明の第１の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±１．５ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１２Ｅ】本発明の第１の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±２．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１３Ａ】本発明の第２の実施形態のｃｈ毎制御ターゲット値の算出方法を示す説明図である。
【図１３Ｂ】本発明の第２の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値に基づいて制御ターゲット値を算出する方法を示す説明図である。
【図１４Ａ】本発明の第２の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノードにおけるｃｈ毎パワーモニタ値とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。。
【図１４Ｂ】本発明の第２の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノードにおける光信号パワーを示す説明図である。
【図１４Ｃ】本発明の第２の実施形態のモニタノードにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１５Ａ】本発明の第２の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±０．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１５Ｂ】本発明の第２の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±０．５ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１５Ｃ】本発明の第２の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±１．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１５Ｄ】本発明の第２の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±１．５ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【図１５Ｅ】本発明の第２の実施形態の光増幅器の利得偏差量が±２．０ｄＢである場合の、光増幅器におけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を図面を用いて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１から図１２を用いて説明する。
【００２５】
図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の第１の実施形態のネットワーク構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態のポイントツーポイントの光ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１Ａのポイントツーポイントの光ネットワークは、複数の光ノード１０１と、各光ノード１０１を１対１によって接続する複数の光ファイバ１０２とを備える。図１Ａには図示されないが、各光ノード１０１は、ルーター等の通信機器を備える光伝送装置である。このため、遠隔地に配置された二つの光ノード１０１は、図１Ａの光ネットワークに接続されることによって、相互に通信することできる。
【００２８】
図１Ａの光ネットワークの両端に配置される各光ノード１０１は、光ネットワークの外部から受信した複数の電気信号を複数の光信号に変換し、変換された複数の光信号を光ネットワークに送信する。また、光ネットワークから受信した複数の光信号を、複数の電気信号に変換し、変換された複数の電気信号を光ネットワークの外部に送信する。
【００２９】
このため、図１Ａの光ネットワークの末端と末端との間に配置される複数の光ノード１０１は、複数の異なる波長の信号を合分波して送受信する波長多重（ＷＤＭ）装置、又は、光信号の挿入（アド）及び分波（ドロップ）を可能とする光アド・ドロップ（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）である。
【００３０】
図１Ｂは、本発明の第１の実施形態のスター型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１Ｂのスター型ネットワークには、三つ以上の他の光ノード１０１に接続される光ノード１０１が備わる。各光ノード１０１は、光ファイバ１０２によって接続される。
【００３２】
図１Ｃは、本発明の第１の実施形態のリング型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１Ｃのリング型ネットワークは、複数の光ノード１０１と複数の光ファイバ１０２とが、輪のように接続されるネットワークである。
【００３４】
図１Ｂ及び図１Ｃの各光ノード１０１は、ＷＤＭ装置又はＯＡＤＭ装置を備える。
【００３５】
図１Ｄは、本発明の第１の実施形態のメッシュ型ネットワークの物理的構成を示すブロック図である。
【００３６】
図１Ｄの各光ノード１０１は、ＷＤＭ装置、ＯＡＤＭ装置、又は、光クロスコネクト装置である。
【００３７】
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の第１の実施形態の光ノード１０１の物理的な構成を示すブロック図である。
【００３８】
図２Ａは、本発明の第１の実施形態の光ネットワークの末端に接続される光ノード１０１の物理的な構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２Ａに示す光ネットワークの末端に接続される光ノード１０１（端局ノード）の送信側は、複数の光送信機１０３、光合波器１０４、及び光増幅器１０５を備える。各光ノード１０１に備わる複数の光送信機１０３は、複数の光信号を出力し、出力された光信号は、一つの光合波器１０４によって波長多重される。波長多重された光信号（波長多重信号）は、光増幅器１０５によって増幅され、光ファイバ１０２に送信される。
【００４０】
また、端局ノードの受信側は、光増幅器１０５、光分波器１０６、及び、複数の光受信機１０７を備える。光ファイバ１０２から送信された波長多重信号は、光増幅器１０５によって増幅される。そして、増幅された波長多重信号は、光分波器１０６によって波長毎に分波された後、光受信機１０７に送信される。
【００４１】
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態の光ノード１０１がＯＡＤＭ装置である場合の光ノード１０１の物理的構成を示すブロック図である。
【００４２】
光ノード１０１がＯＡＤＭ装置である場合、光ノード１０１は、光ファイバ１０２から波長多重信号を受信し、受信した波長多重信号を処理した後、処理後の波長多重信号を他の光ファイバ１０２へ送信する。
【００４３】
図２Ｂに示す光ノード１０１は、図１Ａ〜図１Ｃに示す、二つ以上の光ファイバ１０２によって接続される光ノード１０１である。
【００４４】
図２Ｂの光ノード１０１は、光合波器１０４によって、光ファイバ１０２から送信された波長多重信号に、光送信機１０３から送信された光信号を挿入（アド）する。そして、光信号を挿入された波長多重信号を、光増幅器１０５によって増幅し、その後、隣接する光ノード１０１に光ファイバ１０２を介して送信する。
【００４５】
また、図２Ｂの光ノード１０１は、光ファイバ１０２から送信された波長多重信号を光増幅器１０５によって増幅する。その後、増幅された波長多重信号を、隣接する光ノード１０１に備わる光合波器１０４へ送信する波長多重信号と、その他の波長多重信号とに、光分波器１０６によって分波（ドロップ）する。そして、分波された波長多重信号を、隣接する光ノード１０１の光合波器１０４へ送信する。
【００４６】
なお、図２Ｂの光ノード１０１（ＯＡＤＭ装置）は、光合波器１０４、及び、光分波器１０６にスイッチング機能が追加されることによって、挿入又は分波する波長チャネルを、遠隔から変更するＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ−ＯＡＤＭ）装置の機能を備えてもよい。
【００４７】
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態の他の光ノード１０１の物理的構成を示すブロック図である。
【００４８】
図２Ｃの光ノード１０１は、光中継ノードであり、図１Ａ〜図１Ｃに示す、二つ以上の光ファイバ１０２によって接続される光ノード１０１である。光中継ノードは、光ファイバ１０２から送信された波長多重信号を光増幅器１０５によって増幅し、増幅された波長多重信号を他の光ファイバ１０２へ送信する。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御を行う波長多重伝送システムの基本的な構成を示すブロック図である。
【００５０】
本実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御とは、ＯＳＮＲモニタを用いないプリエンファシス制御という意味である。本実施形態のプリエンファシス制御を行うシステムには、コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍが備わる。コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍは、光ノード１０１である。
【００５１】
光ノード１０１は、ＣＰＵ等のプロセッサ、メモリ、補助記憶装置、及び、入出力装置等を備える。各光ノード１０１は、各機能をプロセッサによって実行し、データ又はプログラムを、メモリに展開する。
【００５２】
コントロールノード１０１ｃには、プリエンファシス制御を行うため、チャネル毎に光信号のパワーレベルを変更するための機能が備わる。モニタノード１０１ｍには、プリエンファシス制御を行うため、チャネル毎に光信号のパワーレベルをモニタするための機能が備わる。
【００５３】
コントロールノード１０１ｃは、光分波器１、複数のｃｈ毎可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）２、光合波器３、光増幅器４＃１、監視制御信号送受信機９、及び、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２を備える。
【００５４】
光分波器１は、図２Ａ及び図２Ｂの光分波器１０６と同じである。光合波器３は、図２Ａ及び図２Ｂの光合波器１０４と同じである。光増幅器４は、図２Ａ〜図２Ｃの光増幅器１０５と同じである。
【００５５】
ｃｈ毎可変光減衰器２は、光分波器１によって波長毎に分波された各光信号を、一定のパワーレベルになるように制御する。監視制御信号送受信機９は、モニタノード１０１ｍから送信された制御信号を受信し、受信した制御信号をｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信する。
【００５６】
監視制御信号送受信機９は、コントロールノード１０１ｃ、モニタノード１０１ｍ、及び、コントロールノード１０１ｃとモニタノード１０１ｍとの間の光ノード１０１に備わる機能である。監視制御信号送受信機９は、監視制御信号送受信機９間で、制御信号を送受信するための機能である。
【００５７】
ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、受信した制御信号にしたがって、各波長の光信号のパワーレベルの目標値を、ｃｈ毎可変光減衰器２に保持させる。これによってｃｈ毎可変光減衰器２は、各波長の光信号を、パワーレベルの目標値にしたがって制御する。
【００５８】
例えば、波長数（すなわち、チャネル数）がｋ個である波長多重信号が、コントロールノード１０１ｃに送信された場合、光分波器１は、送信された波長多重信号を、波長毎の光信号に分波する。そして、ｃｈ毎可変光減衰器２は、分波された各波長の光信号のパワーレベルを変更し、パワーレベルを変更された光信号を光合波器３に送信する。
【００５９】
光合波器３は、送信された各光信号を波長多重信号に合波する。合波された波長多重信号は、光増幅器４＃１によって増幅された後、光ファイバ１０２に送信される。
【００６０】
コントロールノード１０１ｃとモニタノード１０１ｍとの間のネットワークには、光ノード１０１が（Ｍ−２）台配置される。そして、各光ノード１０１には、光増幅器４（光増幅器４＃２〜４＃Ｍ−１）が備わる。
【００６１】
コントロールノード１０１ｃからモニタノード１０１ｍまでの間に、光増幅器４（光増幅器４＃１〜４＃Ｍ）は、コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４を含め、Ｍ台配置される。各光増幅器４の利得にチャネル間偏差（利得の波長依存性）が存在する場合、モニタノード１０１ｍに送信された波長多重信号には、ＯＳＮＲのチャネル間偏差が生じる。
【００６２】
モニタノード１０１ｍは、光増幅器４＃Ｍ、光カプラ５、光分波器６、複数のフォトダイオード（ＰＤ）７、可変光減衰器制御量演算回路８、及び、監視制御信号送受信機９を備える。光カプラ５は、モニタノード１０１ｍに送信された波長多重信号を分岐する装置である。
【００６３】
モニタノード１０１ｍに備わる光分波器６は、コントロールノード１０１ｃに備わる光分波器１と同じである。ＰＤ７は、光分波器６から分波される光信号を波長毎に受信し、受信した光信号のパワーレベルを測定する装置である。
【００６４】
可変光減衰器制御量演算回路８は、プリエンファシス制御を行うためのｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を算出するための機能であり、比較演算器５３を備える。比較演算器５３は、ＰＤ７によって測定されたパワーレベルの値に基づいて、ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を算出する。ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４は、コントロールノード１０１ｃのｃｈ毎可変光減衰器２によって光信号が制御されるべきパワーレベルを示す値である。
【００６５】
モニタノード１０１ｍに備わる監視制御信号送受信機９は、コントロールノード１０１ｃに備わる監視制御信号送受信機９と同じ機能を持つ。また、モニタノード１０１ｍに備わる監視制御信号送受信機９は、比較演算器５３によって算出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を制御信号に含め、ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を含む制御信号を、監視制御信号伝送路１０を介してコントロールノード１０１ｃに送信する。
【００６６】
モニタノード１０１ｍに波長多重信号が送信されると、波長多重信号は、光増幅器４＃Ｍによって増幅された後、一部が光カプラ５によって分岐される。そして、分岐された波長多重信号は、光分波器６に送信され、光分波器６によって波長毎の光信号に分波される。光分波器６は、分波された光信号を、波長毎に配置されたフォトダイオード（ＰＤ）７に送信する。
【００６７】
ＰＤ７は、送信された各光信号のパワーレベルを測定し、波長毎の測定結果として、ｃｈ毎パワーモニタ値５１を取得する。そして、取得された各ｃｈ毎パワーモニタ値５１を、可変光減衰器制御量演算回路８の比較演算器５３に送信する。可変光減衰器制御量演算回路８において、比較演算器５３は、各ｃｈ毎パワーモニタ値５１とｃｈ毎制御ターゲット値５２とを比較演算し、ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を算出する。
【００６８】
ｃｈ毎制御ターゲット値５２は、管理者等によってあらかじめ定められた値であり、モニタノード１０１ｍのメモリ等に保持される値である。ｃｈ毎制御ターゲット値５２は、波長毎に異なる値が定められてもよいし、全ての波長において同じ値が定められてもよい。
【００６９】
比較演算器によって算出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量５４は、監視制御信号送受信機９に送信される。そして、他の制御信号と多重された後、監視制御信号伝送路１０を介して、コントロールノード１０１ｃの監視制御信号送受信機９に送信される。
【００７０】
コントロールノード１０１ｃにおいて、モニタノード１０１ｍの監視制御信号送受信機９によって送信された制御信号から、ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４が抽出される。抽出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量５４は、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信される。
【００７１】
ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、受信したｃｈ毎可変光減衰器制御量にしたがって、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御し、ｃｈ毎可変光減衰器２が保持するパワーレベルの目標値を変更する。これによって、本実施形態のプリエンファシス制御が行われる。
【００７２】
図４Ａ〜図４Ｃは、パワーモニタによるプリエンファシス制御を用いた場合と、パワーモニタによるプリエンファシス制御を用いない場合との、各光増幅器４における入出力スペクトルを示す説明図である。図４Ａ〜図４Ｃの横軸に示すチャネル番号は、短波長側から順に、ｃｈ１、ｃｈ２、・・・、ｃｈ８によって示される。ｃｈ１が最短波長であり、ｃｈ８が最長波長である。
【００７３】
図４Ａは、本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御が行われない場合の各光増幅器４における入出力スペクトルを示す説明図である。
【００７４】
図４Ａは、図３に示す波長多重伝送システムにおいてプリエンファシス制御が行われず、光増幅器４＃１への入力点における各光信号のパワーレベルが均一となるように、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御した場合の、各光増幅器４の入出力スペクトルを示す。ここで、光増幅器４の利得は波長依存性を有するものとする。すなわち、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、光増幅器４は、短波長において利得が小となり、長波長において利得が大となる利得偏差を有する場合を示す。
【００７５】
この光増幅器４が有する波長間の利得偏差によって、図４Ａに示すとおり、光増幅器４＃１の出力点において、長波長における光信号のパワーレベルが、入力点における光信号のパワーレベルよりも大きくなり、短波長における光信号のパワーレベルが、入力点における光信号のパワーレベルよりも小さくなる。すなわち、光増幅器４による処理によって、光信号のパワーレベルに、チャネル間偏差が生じる。
【００７６】
チャネル間偏差は、波長多重信号が通過する光増幅器４の接続段数とともに累積し、増大する。図４Ａに示す光増幅器４＃２の出力点におけるチャネル間偏差は、光増幅器４＃１の出力点におけるチャネル間偏差よりも大きく、また、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるチャネル間偏差は、光増幅器４＃２の出力点におけるチャネル間偏差よりも大きい。
【００７７】
さらに、信号光パワーにチャネル間偏差が生じると同時に、雑音光パワーにもチャネル間偏差が生じる。
【００７８】
図４Ｂは、本発明の第１の実施形態のモニタノード１０１ｍにおける信号光パワーが均一となるように、プリエンファシス制御が行われた場合の各光増幅器４における入出力スペクトルを示す説明図である。
【００７９】
図４Ｂにおいて、プリエンファシス制御が行われない場合の光増幅器４＃Ｍの出力点におけるチャネル間偏差を相殺するように、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量が制御される。このため、光増幅器４＃１において、短波長の光信号のパワーレベルは大きく、長波長の光信号のパワーレベルは小さい。
【００８０】
そして、信号光パワーのチャネル間偏差量は、光増幅器４を通過する度に縮小され、光増幅器４＃Ｍにおいて、期待通りゼロとなる。そして、信号光パワーのパワーレベルは、光増幅器４＃Ｍにおいて、平坦な特性となる。
【００８１】
しかしながら、ｃｈ毎可変光減衰器２においてパワーレベルが変更されても、雑音光パワーのチャネル間偏差（（Ｍ＋１）・ΔｄＢ）は変化しない。したがって、信号光パワーが均一になるようにプリエンファシス制御を実施した場合においても、ＯＳＮＲ偏差は発生する。
【００８２】
ここで、図４Ａに示す光増幅器４＃Ｍにおいて、最短波長のＯＳＮＲが最小であり、図４Ｂに示す光増幅器４＃Ｍにおいて、最長波長のＯＳＮＲが最小である。したがって、図４Ａの条件と図４Ｂの条件の中間に、均一なＯＳＮＲが得られるプリエンファシス条件が存在することになる。
【００８３】
図４Ｃは、本発明の第１の実施形態のモニタノード１０１ｍにおけるＯＳＮＲが均一となるように、プリエンファシス制御が行われた場合の各光増幅器４における入出力スペクトルを示す説明図である。
【００８４】
図４Ｃの場合、信号光パワーのチャネル間偏差量と雑音光パワーのチャネル間偏差量とが等しくなるため、ＯＳＮＲのチャネル間偏差量がゼロとなる。
【００８５】
図４Ｃに示すプリエンファシス制御は、前述の通り、従来のプリエンファシス技術でも実現可能である。すなわち、モニタノード１０１ｍにおいてＯＳＮＲ値がモニタされ、各チャネルのＯＳＮＲが均一となるように、上流（すなわち、コントロールノード１０１ｃ）の光レベル調整機能（すなわち、ｃｈ毎可変光減衰器２）がフィードバック制御されることによって、実現される。
【００８６】
しかし、以下に説明するように、ＯＳＮＲをモニタすることなく、光信号のパワーレベルのみを測定し、測定されたパワーレベルにしたがって上流の光レベル調整機能をフィードバック制御する、自動レベル調整制御（ＡＬＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）によっても、チャネル間で均一なＯＳＮＲを取得することができる。
【００８７】
以下に、光信号のパワーレベルに基づいて、ＯＳＮＲの偏差量を算出する方法を示す。
【００８８】
本実施形態において、信号光及び雑音光のパワーレベルを定量的に見積もるため、以下の簡略化したモデルが適用される。具体的には本実施形態において、チャネル間偏差量は、各光増幅器４において等しく、ある基準波長に対する１台の光増幅器４あたりの最長波長及び最短波長の利得偏差量は、±Δ（ｄＢ）である。
【００８９】
また、チャネル間偏差量を、リニア領域においてδによって示す。δとΔとは、１０×Ｌｏｇ１０（δ）＝Δを満たす関係にあり、Ｌｏｇ１０（）は１０を底とする対数を示す。基準波長の利得をリニア領域においてＧによって示す。これらの、基準波長の利得Ｇとリニア領域のチャネル間偏差量δとを用いることによって、最長波長の利得はＧ・δによって示され、最短波長の利得はＧ／δによって示される。
【００９０】
また、各光増幅器４において生じる雑音光は、波長の利得に比例するものとする。すなわち、最長波長の光雑音発生量はＧ・Ｎ・δによって示され、最短波長の光雑音発生量はＧ・Ｎ／δによって示される。ここで、Ｎは利得あたりの光雑音発生量を示す係数とする。
【００９１】
スパン損失Ｌは、波長によらず一定とし、基準波長の利得Ｇはスパン損失Ｌを打ち消すように、Ｇ・Ｌ＝１と定義される。
【００９２】
前述の計算モデルに基づいて、光増幅器４＃１の入力点において、各波長のパワーレベルが等しい光信号を、光増幅器４＃１に入力した場合、光増幅器４＃１の出力点における信号光パワーと雑音光パワーとを含むパワーレベル（リニア領域）は、以下の式によって求められる。なお、光増幅器４＃１の入力点における光信号のパワーレベルを、Ｐと示す。
【００９３】
いずれの式も右辺第１項が信号光を示し、右辺第２項が雑音光を示し、右辺第１項と右辺第２項との比がＯＳＮＲを示す。
【００９４】
最短波長の出力＝Ｇ・Ｐ／δ＋Ｇ・Ｎ／δ          ・・・（１）
最長波長の出力＝Ｇ・Ｐ・δ＋Ｇ・Ｎ・δ          ・・・（２）
また、光増幅器４＃２の出力は、Ｇ・Ｌ＝１を用いて整理すると、以下の式によって示される。
【００９５】
最短波長の出力＝Ｇ・Ｐ／δ＾２＋Ｇ・Ｎ・（δ＾−２＋δ＾−１）・・・（３）
最長波長の出力＝Ｇ・Ｐ・δ＾２＋Ｇ・Ｎ・（δ＾２＋δ）        ・・・（４）
ここで、「δ＾２」は「δの２乗」を示し、「δ＾−２」は「δの−２乗」を示し、「δ＾−１」は「δの−１乗」を示す。
【００９６】
また、光増幅器４＃Ｍの出力は、以下の式によって示される。
【００９７】
最短波長の出力＝（Ｇ・Ｐ／δ＾Ｍ）＋Ｇ・Ｎ・（δ＾−Ｍ＋δ＾−（Ｍ−１）＋・・・＋δ＾−１）・・・（５）
最長波長の出力＝（Ｇ・Ｐ・δ＾Ｍ）＋Ｇ・Ｎ・（δ＾Ｍ＋δ＾（Ｍ−１）＋・・・＋δ＾１）・・・（６）
ここで、「δ＾Ｍ」は「δのＭ乗」を示し、「δ＾−Ｍ」は「δの−Ｍ乗」を示し、「δ＾（Ｍ−１）」は「δの（Ｍ−１）乗」を示し、「δ＾−（Ｍ−１）」は「δの−（Ｍ−１）乗」を示し、「δ＾−１」は「δの−１乗」を示す。
【００９８】
これらの関係によって、最長波長と最短波長との信号光パワー（右辺第１項）の比を算出することによって、信号光パワーのチャネル間偏差量が取得される。また、最長波長と最短波長との雑音光パワー（右辺第２項）の比を算出することによって、雑音光パワーのチャネル間偏差量が取得される。さらに、最長波長と最短波長とのＯＳＮＲ（右辺第１項と右辺第２項の比）の比を算出することによって、ＯＳＮＲのチャネル間偏差量が取得される。これらの関係を図５に示す。
【００９９】
図５は、本発明の第１の実施形態の信号光パワー、雑音光パワー及びＯＳＮＲのチャネル間偏差量を示す説明図である。
【０１００】
図５に示す通り、光増幅器４＃Ｍの出力における、各チャネル間偏差量は以下のようになる。
【０１０１】
信号光パワーチャネル間偏差量＝２・Ｍ・Δ      （ｄＢ）    ・・・（７）
雑音光パワーチャネル間偏差量＝（Ｍ＋１）・Δ  （ｄＢ）    ・・・（８）
ＯＳＮＲチャネル間偏差量    ＝（Ｍ−１）・Δ  （ｄＢ）    ・・・（９）
これらの式によれば、光増幅器４の利得のチャネル間偏差量が±ΔｄＢである場合、光増幅器４＃Ｍの出力点において、光信号には、信号光パワーのチャネル間偏差量（２・Ｍ・Δ）、及び、雑音光パワーのチャネル間偏差量（（Ｍ＋１）・Δ）が生じる。また、信号光パワーのチャネル間偏差量と雑音光パワーのチャネル間偏差量とが異なるため、ＯＳＮＲにもチャネル間偏差量（（Ｍ−１）・ΔｄＢ）が発生する。
【０１０２】
前述のとおり、信号光パワーのチャネル間偏差量と雑音光パワーのチャネル間偏差量とが等しい値（（Ｍ＋１）・ΔｄＢ）となる場合、ＯＳＮＲが均一となる。
【０１０３】
すなわち、モニタノード１０１ｍが、光増幅器４＃Ｍの出力点の信号光パワーのターゲット値（ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４に相当）として、そのチャネル間偏差量が（Ｍ＋１）・ΔｄＢとなるターゲット値を選択する。これによって、プリエンファシス制御後、光増幅器４＃Ｍの出力点の信号光パワーのチャネル間偏差量が、図４Ｃのとおり、雑音光パワーのチャネル間偏差量と等しい値（（Ｍ＋１）・ΔｄＢ）となる。その結果、信号光パワーと雑音光パワーとの二つの値の差である、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量をゼロとすることが可能となる。
【０１０４】
したがって、本実施形態のモニタノード１０１ｍは、光増幅器４＃Ｍのチャネル間利得偏差量（±Δ）、光増幅器４の接続段数（Ｍ）、及び、その他の伝送装置の特性パラメータをあらかじめ取得しておき、前述のモデルを用いた計算と同様の手順によって、均一なＯＳＮＲとなるような条件を満たす光信号のパワーレベル（ターゲット値）を算出する。
【０１０５】
そして、あらかじめ算出されたターゲット値（以下、プリプランターゲット値と称する）を、図３のモニタノード１０１ｍの可変光減衰器制御量演算回路８のｃｈ毎制御ターゲット値５２に格納する。そして、比較演算器５３は、ｃｈ毎パワーモニタ値５１とｃｈ毎制御ターゲット値５２とに基づいて、ｃｈ毎可変光減衰器制御量５４を算出する。さらに、算出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量５４によってコントロールノード１０１ｃのｃｈ毎可変光減衰器２が制御（プリエンファシス制御）されることによって、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量をゼロとすることが可能である。
【０１０６】
図５に示す計算モデルは、チャネル間のＯＳＮＲ偏差の発生要因が、光増幅器４の利得偏差量（±Δ）と光増幅器４の接続段数Ｍとのみであると仮定することによって求められた。しかし、それ以外の要因がＯＳＮＲ偏差の発生要因である場合も、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量をゼロとすることが可能である。
【０１０７】
具体的には、ＯＳＮＲを決定する要因である光ノード１０１の特性パラメータ（例えば、光送信機１０３から出力される光信号の強度、光中継ノードの増幅利得、光合波器１０４及び光分波器１０６等の光学損失、並びに、光中継ノードにおいて発生する光雑音強度等）、光ノード１０１間の光ファイバ１０２におけるファイバ損失（スパン損失）、及び、光中継ノードの数等が、ＯＳＮＲ偏差の発生要因である場合も、これらの値を考慮してプリプランターゲット値を算出することによって、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量をゼロとすることが可能である。
【０１０８】
しかし、プリプランターゲット値は、光ノード１０１又は光ファイバ１０２の特性パラメータがある特定の条件である場合において、算出された値である。このため、例えば、経年変化及び／又はファイバ損失が変化した場合など、光ノード１０１又は光ファイバ１０２の特性パラメータが想定値から変化した場合には、その変化に伴い、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量がゼロとならない可能性がある。この結果、期待されるチャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制する効果が得られないという課題が生じる。
【０１０９】
このような、期待されるチャネル間のＯＳＮＲ偏差の抑制効果が得られないという課題を解決するため、本実施形態のプリエンファシス制御を行うシステムは、光ノード１０１又は光ファイバ１０２の特性パラメータを定期的にモニタし、プリプランターゲット値を定期的に更新する必要がある。さらに、プリプランターゲット値は、波長多重信号の波長数や、波長の配置に依存して更新する必要がある。
【０１１０】
図６は、本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御の問題点を示す説明図である。
【０１１１】
図６において、プリプランターゲット値はあらかじめ、波長多重信号の全チャネルの光信号が存在する条件において算出されている。チャネル１に対応するプリプランターゲット値を、ｃｈ１プリプランターゲット値、チャネル２に対応するプリプランターゲット値を、ｃｈ２プリプランターゲット値とする。
【０１１２】
また、図６において、波長多重信号の波長数を２波長（２チャネル）とし、２波長共に短波長側に偏在している。
【０１１３】
まず、コントロールノード１０１ｃのｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、チャネル１及びチャネル２の光信号がｃｈ毎可変光減衰器２から出力される際の信号光パワーを、中心値Ｐｃになるように、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御する。そして、光増幅器４＃Ｍの出力点において、チャネル１及びチャネル２の光信号には、光増幅器４＃１〜光増幅器４＃Ｍの利得偏差によって、信号光パワーのチャネル間偏差が発生する。
【０１１４】
ここで光増幅器４＃Ｍの出力点におけるチャネル１の信号光パワーとｃｈ１プリプランターゲット値との差、及び、チャネル２の信号光パワーとｃｈ２プリプランターゲット値との差を、それぞれΔ１及びΔ２と記載する。モニタノード１０１ｍは、このΔ１及びΔ２をコントロールノード１０１ｃへフィードバックし、コントロールノード１０１ｃのｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、Δ１及びΔ２を用いてｃｈ毎可変光減衰器２に第１回目のプリエンファシス制御（ＡＬＣ制御）を実行させる。
【０１１５】
具体的には、光増幅器４＃Ｍの出力点における信号光パワーのパワーレベルが、チャネル１及び２において、それぞれΔ１及びΔ２だけ、プリプランターゲット値よりも過剰であると判定されたため、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、ｃｈ毎可変光減衰器２から出力される信号光パワーが、中心値Ｐｃ（図６に示す破線）から、Δ１及びΔ２だけ減少した値になるように、ｃｈ毎可変光減衰器２を制御する（プリエンファシス制御）。
【０１１６】
ここで、一般的な光増幅器４には、すべての出力パワー（トータル出力パワー）を一定に保つよう制御（トータル出力パワー一定制御）する機能が備わる。
【０１１７】
本実施形態において、光増幅器４のトータル出力パワーの目標値＝波長数×中心値Ｐｃとした場合、光増幅器４＃１は、トータル出力パワーを一定に保つようにパワーレベルを制御する。その結果、光増幅器４＃１の出力点において、チャネル１及びチャネル２の信号光パワーは、中心値Ｐｃ付近にまで回復される。すなわち、チャネル１及びチャネル２の光信号は、光増幅器４＃１によって、チャネル１及びチャネル２の光信号の信号光パワーの平均が中心値Ｐｃとなるように、信号光パワーが増幅される。
【０１１８】
そして、プリプランターゲット値を用いたプリエンファシス制御によって、光増幅器４＃Ｍの出力点において、チャネル１及びチャネル２の信号光パワーの偏差量と、チャネル１及びチャネル２のプリプランターゲット値の偏差量は、同じ量となる。しかし、チャネル１及びチャネル２の信号光パワーは、光増幅器４＃１〜光増幅器４＃Ｍのトータル出力パワー一定制御によって、中心値Ｐｃ近傍の値となるため、プリプランターゲット値よりも一定の差（＝Δｃ）だけ大きい値となる。ここで、Δｃは、中心値Ｐｃとチャネル１及びチャネル２の信号光パワーの差である。
【０１１９】
次に、モニタノード１０１ｍは、このΔｃの値をコントロールノード１０１ｃへフェードバックし、コントロールノード１０１ｃのｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、Δｃの値を用いてｃｈ毎可変光減衰器２に第２回目のプリエンファシス制御を実行させる。
【０１２０】
第２回目のプリエンファシス制御の結果、ｃｈ毎可変光減衰器２の出力点において、チャネル１及びチャネル２の信号光パワーは、第１回目のプリエンファシス制御の結果よりも、Δｃだけ低い値になる。一方、光増幅器４＃１のトータル出力パワー一定制御が作用した結果、光増幅器４＃１の出力点では、チャネル１及びチャネル２の信号光パワーは、中心値Ｐｃ付近にまで、再び、回復する。そして、光増幅器４＃Ｍの出力点において、再び、プリプランターゲット値よりも一定の差Δｃだけ大きい値となる。
【０１２１】
以降、プリエンファシス制御が実行される毎に、ｃｈ毎可変光減衰器２から出力される信号光パワーが、Δｃ減少するように制御される。このため、プリエンファシス制御を繰り返した場合、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量が最大値に達するまで、出力される信号光パワーが減少方向に制御され続け、この結果、ＯＳＮＲは、著しく悪化することになる。
【０１２２】
このため、波長多重信号の全チャネルの光信号が存在する条件において算出されたプリプランターゲット値は、波長数及び波長配置が異なった条件、例えば、図６に示すように光信号が短波長に偏在している条件、などにおいて適さない。このため、プリプランターゲット値によるプリエンファシス制御において、波長多重信号の波長数、又は、波長の配置に依存して、プリプランターゲット値を変更する必要がある。
【０１２３】
本実施形態は、前述の問題を解決するため、波長数若しくは波長配置、又は、光ノード１０１若しくは光ファイバ１０２の特性パラメータの変動に依存しない、安定性及び信頼性の高いプリエンファシス制御を提供する。
【０１２４】
図７は、本発明の第１の実施形態のパワーレベルモニタによるプリエンファシス制御を行う波長多重伝送システムの構成を示す図である。
【０１２５】
図７のコントロールノード１０１ｃ及び光ノード１０１は、図３のコントロールノード１０１ｃ及び光ノード１０１と同じである。また、図７のモニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４＃Ｍ、光カプラ５、光分波器６、フォトダイオード（ＰＤ）７、及び、監視制御信号送受信機９は、図３のモニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４＃Ｍ、光カプラ５、光分波器６、フォトダイオード（ＰＤ）７、及び、監視制御信号送受信機９と同じである。
【０１２６】
図７の可変光減衰器制御量演算回路８は、比較演算器２３、制御ターゲット値生成部２４、及び、比較演算器２５を備える。
【０１２７】
ＰＤ７によって取得されたｃｈ毎パワーモニタ値２１は、可変光減衰器制御量演算回路８に入力される。可変光減衰器制御量演算回路８において、比較演算器２３は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１と、あらかじめ定められた制御しきい値２２を各々比較演算する。
【０１２８】
制御しきい値２２は、あらかじめ管理者等がモニタノード１０１ｍに備わる入出力装置等を用いてモニタノード１０１ｍに入力した値である。モニタノード１０１ｍは、メモリ又は補助記憶装置等に、制御しきい値２２を保持する。
【０１２９】
比較の結果、制御しきい値２２よりｃｈ毎パワーモニタ値２１が大きいと判定された場合、制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１からｃｈ毎制御ターゲット値を算出する。制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１を引数として、ｃｈ毎制御ターゲット値を算出するための関数を保持する。
【０１３０】
比較演算器２５は、制御ターゲット値生成部２４によって算出されたｃｈ毎制御ターゲット値と、ＰＤ７によって取得されたｃｈ毎パワーモニタ値２１とを比較演算し、ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６を算出する。算出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量２６は、監視制御信号送受信機９に送信され、他の制御信号と多重された後、監視制御信号伝送路１０を介して、コントロールノード１０１ｃの監視制御信号送受信機９に送信される。
【０１３１】
コントロールノード１０１ｃの監視制御信号送受信機は、受信した信号から、ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６を抽出し、抽出されたｃｈ毎可変光減衰器制御量２６をｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信する。ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、受信したｃｈ毎可変光減衰器制御量２６にしたがって、ｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御する。これによって、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、ｃｈ毎可変光減衰器２から出力されるパワーレベルをプリエンファシス制御する。
【０１３２】
比較演算器２３によって、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の上限（上側）よりも大きいと判定された場合、又は、制御しきい値２２の下限（下側）よりも小さいと判定された場合、制御ターゲット値生成部２４が、ｃｈ毎パワーモニタ値２１に基づいてｃｈ毎制御ターゲット値を算出する手順を以下に述べる。
【０１３３】
図８は、本発明の第１の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値２１とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【０１３４】
図８には、モニタノード１０１ｍにおけるｃｈ毎パワーモニタ値２１（図８に示す黒丸）、制御しきい値（上側及び下側のしきい値を含む）２２、及び、ｃｈ毎制御ターゲット値（図８に示す白丸）を示す。また、制御しきい値（上側）と制御しきい値（下側）との間に中心値Ｐｃを示す。ここで、中心値Ｐｃとは、後述する任意の値である。
【０１３５】
図８において、ｃｈ（ｋ−１）及びｃｈ（ｋ）の二つのチャネルのｃｈ毎パワーモニタ値２１が、制御しきい値（上側）を上回る。このため、ｃｈ（ｋ−１）及びｃｈ（ｋ）の光信号が、本実施形態のプリエンファシス制御の対象であり、ｃｈ（ｋ−１）及びｃｈ（ｋ）の光信号に対応する、ｃｈ毎制御ターゲット値が、制御ターゲット値生成部２４によって算出される。算出されるｃｈ毎制御ターゲット値は、制御しきい値（上側）と中心値Ｐｃとの間の値に定められる。
【０１３６】
また、図８において、ｃｈ１及びｃｈ２の二つのチャネルのｃｈ毎パワーモニタ値２１が、制御しきい値（下側）を下回る。このため、ｃｈ１及びｃｈ２の光信号が、本実施形態のプリエンファシス制御の対象であり、ｃｈ１及びｃｈ２の光信号に対応する、ｃｈ毎制御ターゲット値が、制御ターゲット値生成部２４によって算出される。算出されるｃｈ毎制御ターゲット値は、制御しきい値（下側）と中心値Ｐｃとの間の値に定められる。
【０１３７】
ｃｈ３からｃｈ（ｋ−２）のｃｈ毎パワーモニタ値２１は、制御しきい値（下側）と制御しきい値（上側）との間の値であり、制御しきい値の範囲内（下側の制御しきい値と上側の制御しきい値との間）である。このため、ｃｈ３からｃｈ（ｋ−２）の光信号は、本実施形態のプリエンファシス制御の制御対象外である。そして、ｃｈ３からｃｈ（ｋ−２）の光信号に対応するｃｈ毎制御ターゲット値は、算出されない。
【０１３８】
このように、本実施形態の制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値（上側）を上回るチャネルの光信号に、制御しきい値（上側）と中心値Ｐｃとの間に含まれる新しいｃｈ毎制御ターゲット値を算出する。また、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値（下側）を下回るチャネルの光信号に、制御しきい値（下側）と中心値Ｐｃの間に含まれる新しいｃｈ毎制御ターゲット値を算出する。
【０１３９】
一方、図５に示すとおり、光増幅器４＃Ｍにおける雑音光パワーのチャネル間偏差量は、（Ｍ＋１）・Δである。信号光パワーのチャネル間偏差量と、雑音光パワーのチャネル間偏差量とが等しい場合、チャネル間のＯＳＮＲ偏差量はゼロである。このため、プリエンファシス制御のｃｈ毎制御ターゲット値のチャネル間偏差量を（Ｍ＋１）・Δとすることによって、ＯＳＮＲを均一にすることができる。
【０１４０】
また、図８に示す新しいｃｈ毎制御ターゲット値は、チャネル毎に独立に算出される。つまり、ｃｈ毎パワーモニタ値２１と制御しきい値との比較、及び、新しいｃｈ毎制御ターゲット値の算出は、いずれもチャネル毎に独立に行われ、チャネル間の制御情報に相互に依存しない。したがって、波長数及び波長配置に依存しない、汎用性、安定性、及び、信頼性の高い、プリエンファシス制御が可能である。
【０１４１】
図９は、本発明の第１の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値２１と固定値であるｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【０１４２】
第１の実施形態のｃｈ毎制御ターゲット値の具体的な算出方法には、ｃｈ毎制御ターゲット値を固定値とする方法がある。
【０１４３】
ｃｈ毎パワーモニタ値２１（パワーモニタ値Ｐｍｏｎ）が、上側の制御しきい値２２（Ｐｔｈ＿ｕ）を上回った（Ｐｍｏｎ＞Ｐｔｈ＿ｕ）場合、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｕは、中心値Ｐｃと制御しきい値（上側）Ｐｔｈ＿ｕとの間の値（Ｐｃ＜Ｐｔｇｔ＿ｕ＜Ｐｔｈ＿ｕ）に定められる。ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｕは、固定値である。
【０１４４】
また、パワーモニタ値Ｐｍｏｎが、制御しきい値（下側）Ｐｔｈ＿ｌを下回った（Ｐｍｏｎ＜Ｐｔｈ＿ｌ）場合、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｌは、中心値Ｐｃと制御しきい値（下側）Ｐｔｈ＿ｌとの間の値（Ｐｃ＞Ｐｔｇｔ＿ｌ＜Ｐｔｈ＿ｌ）に定められる。ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｌは、固定値である。
【０１４５】
すなわち、ｃｈ１及びｃｈ２のｃｈ毎制御ターゲット値には、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｌが示す固定値が定められ、ｃｈ（ｋ−１）及びｃｈ（ｋ）のｃｈ毎制御ターゲット値には、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｕが示す固定値が定められる。
【０１４６】
このため、制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が上側の制御しきい値２２を上回った場合、固定値であるｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｕを算出し、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が下側の制御しきい値２２を下回った場合、固定値であるｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｌを算出する関数を保持する。
【０１４７】
本実施形態の中心値Ｐｃとは、本実施形態の波長多重システムの設計上のレベルダイヤグラムにおける、光パワーモニタ点（光信号をモニタする位置）における光信号のパワーレベルの期待値でもよいし、波長多重信号に含まれるすべてのｃｈ毎パワーモニタ値２１の平均値、又は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１の中間値でもよい。ｃｈ毎パワーモニタ値２１の中間値は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１の最大値と最小値とを加算し、加算された結果を２によって除算した値でもよい。
【０１４８】
また、モニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４の出力側に光パワーモニタ点を配置する場合、中心値Ｐｃは、光増幅器４の出力レベル調整機能における出力パワー制御の目標値（出力ターゲット値）をｃｈ毎パワーモニタ値に変換した値でもよい。
【０１４９】
中心値Ｐｃは、制御ターゲット値生成部２４によって算出される。制御ターゲット値生成部２４は、ＰＤ７からｃｈ毎パワーモニタ値２１を取得し、中心値Ｐｃを算出してもよい。また、制御ターゲット値生成部２４は、光増幅器４＃（Ｍ−１）、又は、モニタノード１０１ｍの光増幅器４＃Ｍから出力ターゲット値を取得し、中心値Ｐｃを算出してもよい。
【０１５０】
さらに、中心値Ｐｃは、モニタノード１０１ｍと、モニタノード１０１ｍの上流に配置される光ノード１０１（以下、光ノード１０１（Ｍ−１）と記載）との間の光ファイバ１０２におけるスパン損失によって算出されてもよい。
【０１５１】
具体的には、まず、光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる監視制御信号送受信機９は、モニタノード１０１ｍの監視制御信号送受信機９に、制御信号を送信する。光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる監視制御信号送受信機９からモニタノード１０１ｍの監視制御信号送受信機９に送信される制御信号には、制御信号が光ノード１０１（Ｍ−１）から送信される際のパワーモニタ値と、光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる光増幅器４＃（Ｍ−１）の出力ターゲット値とが含まれる。
【０１５２】
制御ターゲット値生成部２４は、光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる監視制御信号送受信機９から送信された制御信号に含まれる、制御信号が光ノード１０１（Ｍ−１）から送信される際のパワーモニタ値と、光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる光増幅器４＃（Ｍ−１）の出力ターゲット値とを取得する。また、光ノード１０１（Ｍ−１）に備わる監視制御信号送受信機９から送信された制御信号が、モニタノード１０１ｍに受信された際のパワーモニタ値も取得する。
【０１５３】
次に、制御ターゲット値生成部２４は、制御信号が光ノード１０１（Ｍ−１）から送信された際のパワーモニタ値と、制御信号がモニタノード１０１ｍに受信された際のパワーモニタ値との差を算出することによって、スパン損失を取得する。さらに、制御信号に含まれる光増幅器４＃（Ｍ−１）の出力ターゲット値と、取得されたスパン損失とを、対数に変換する。そして、対数に変換された制御信号に含まれる光増幅器４＃（Ｍ−１）の出力ターゲット値から取得されたスパン損失を減算し、減算された結果を、中心値Ｐｃとする。
【０１５４】
制御ターゲット値生成部２４は、前述の方法によって、中心値Ｐｃを算出してもよい。
【０１５５】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、本発明の第１の実施形態のｃｈ毎制御ターゲット値を固定値に定めた場合の、ｃｈ毎制御ターゲット値の具体例を示す説明図である。すなわち、図７に示す可変光減衰器制御量演算回路８によって、図９に示す固定値のｃｈ毎制御ターゲット値が定められ、定められたｃｈ毎制御ターゲット値を用いて第１の実施形態のプリエンファシス制御が実行された場合の、コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍにおける信号光パワー及びＯＳＮＲのシミュレーション結果を示す。
【０１５６】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すシミュレーション結果の算出条件は、チャネル数ｋが１６波長であり、チャネル番号が短波長側から順に、ｃｈ１、ｃｈ２、・・・、ｃｈ１６であり、光増幅器４の接続段数Ｍが４台であり、光増幅器４の平均利得が２０ｄＢであり、雑音指数が７ｄＢである。雑音指数は、波長によらない。また、光増幅器４の利得は、波長に対して直線的な傾きを持つものと仮定し、最長波長と最短波長との平均利得に対する利得偏差量（Ｇｔｉｌｔ）を±１．５ｄＢとする。
【０１５７】
また、ＡＬＣ制御条件（プリエンファシス制御条件）は、制御しきい値２２（Ｐｔｈ）が中心値Ｐｃ±３．５ｄＢである。
【０１５８】
図１０Ａは、本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノード１０１ｍにおけるｃｈ毎パワーモニタ値２１とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【０１５９】
ｃｈ毎パワーモニタ値２１が上側の制御しきい値２２を上回る場合、ｃｈ毎制御ターゲット値（Ｐｔａｒｇｅｔ）は、固定値である中心値Ｐｃ＋３．０ｄＢに定められる。また、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を下回る場合、ｃｈ毎制御ターゲット値（Ｐｔａｒｇｅｔ）は、固定値である中心値Ｐｃ−３．０ｄＢに定められる。
【０１６０】
すなわち、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が上側の制御しきい値２２である中心値Ｐｃ＋３．５ｄＢを上回った場合、制御ターゲット値生成部２４は、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ＋３．０ｄＢを算出する。また、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が下側の制御しきい値である中心値Ｐｃ−３．５ｄＢを下回った場合、制御ターゲット値生成部２４は、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ−３．０ｄＢを算出する。
【０１６１】
図１０Ａに示すプリエンファシス制御前において、コントロールノード１０１ｃの光増幅器４＃１の入力点における各チャネルの信号光パワーが等しくなるように、ｃｈ毎可変光減衰器２は制御されている。光増幅器４の利得偏差によって発生する信号光パワーのチャネル間偏差は、光増幅器４の接続段数に比例及び累積する。このため、モニタノード１０１ｍの光増幅器４＃Ｍの出力点の信号光パワーのチャネル間偏差量は、±６ｄＢである（図１０Ａに示す黒丸）。
【０１６２】
ここで、ｃｈ１、２、３及び４のｃｈ毎パワーモニタ値２１が下側の制御しきい値２２（図１０Ａに示す下側の破線）を下回る。このため、ｃｈ１、２、３及び４の光信号が、第１の実施形態のプリエンファシス制御の対象である。制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ１、２、３及び４の光信号に、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ−３．０ｄＢを算出する（図１０Ａに示す白丸）。
【０１６３】
また、ｃｈ１３、１４、１５及び１６のｃｈ毎パワーモニタ値２１が上側の制御しきい値２２（図１０Ａに示す上側の破線）を上回る。このため、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号が、第１の実施形態のプリエンファシス制御の対象である。制御ターゲット値生成部２４は、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号に、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ＋３．０ｄＢを算出する（図１０Ａに示す白丸）。
【０１６４】
前述のように図１０Ａにおける算出条件において、可変光減衰器制御量演算回路８は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１（図１０Ａに示す黒丸）と制御しきい値２２（図１０Ａに示す破線）とを比較した結果にしたがって、ｃｈ１、２、３、及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５、及び１６に、中心値Ｐｃ±３．０ｄＢのｃｈ毎制御ターゲット値（図１０Ａに示す白丸）を算出する。
【０１６５】
図１０Ｂは、本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノード１０１ｃにおける光信号パワーを示す説明図である。
【０１６６】
比較演算器２５は、制御ターゲット値生成部２４によって算出されたｃｈ毎制御ターゲット値と、ｃｈ毎パワーモニタ値２１との差から、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６に対応する、新規のｃｈ毎可変光減衰器制御量２６（図１０Ｂに示す白丸）を算出する。図１０Ｂにおいて、ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６が負である場合、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２が、ｃｈ毎可変光減衰器２による出力のパワーレベルを低下させる方向に制御する。
【０１６７】
ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６は、監視制御信号送受信機９及び監視制御信号伝送路１０を介して、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信される。ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、受信したｃｈ毎可変光減衰器制御量２６によってｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御する。この結果、光増幅器４＃１の入力において、図１０Ｂの黒丸に示すように、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。
【０１６８】
図１０Ｃは、本発明の第１の実施形態のモニタノード１０１ｍにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０１６９】
図１０Ｃは、モニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４＃Ｍの出力点における、第１の実施形態によるプリエンファシス制御（ＡＬＣ制御）前後のＯＳＮＲ偏差量を示す。図１０Ｃに示すＯＳＮＲ偏差量は、波長多重信号に含まれる全チャネルのＯＳＮＲ平均に対する、各チャネルのＯＳＮＲの相対値である。
【０１７０】
プリエンファシス制御前におけるＯＳＮＲ偏差量（図１０Ｃに示す×印）は、最大値が＋２．１ｄＢであり、最小値が−２．１ｄＢである。このため、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は４．２ｄＢである。
【０１７１】
一方、プリエンファシス制御後において（図１０Ｃに示す白丸）、ｃｈ１、２、３及び４のＯＳＮＲ偏差量は増大する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が増大し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲが増えるためである。
【０１７２】
さらに、プリエンファシス制御後において、ｃｈ１３、１４、１５及び１６のＯＳＮＲ偏差量は、減少する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が減少し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲが抑制されるためである。
【０１７３】
その結果、ＯＳＮＲの最大値は＋１．２ｄＢになり、最小値は−０．９ｄＢになり、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は２．１ｄＢとなる。したがって、プリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量は、２．１ｄＢ縮小する。
【０１７４】
前述のとおり、第１の実施形態によって、高価なＯＳＮＲモニタを用いることなく、信号光パワーのモニタリングによって、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御が可能である。
【０１７５】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、第１の実施形態のプリエンファシス制御が、波長数若しくは波長配置、又は、光ノード１０１若しくは光ファイバ１０２の特性パラメータの変化に依存しない、安定性かつ信頼性の高いプリエンファシス制御を実現することを示す説明図である。
【０１７６】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、図１０Ａと同じく、図７の可変光減衰器制御量演算回路８によって、ｃｈ毎制御ターゲット値を固定値とするプリエンファシス制御を実行した場合の、コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍの信号光パワー、並びに、ＯＳＮＲのシミュレーション結果を示す。また、波長多重信号に含まれる光信号が、短波長に偏在している場合のシミュレーション結果である。
【０１７７】
図１１Ａは、本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノード１０１ｍにおけるｃｈ毎パワーモニタ値２１とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【０１７８】
図１１Ａ〜図１１Ｃに示すシミュレーション結果の算出条件は、チャネル数ｋが８波長であり、チャネル番号が短波長側から順に、ｃｈ１、ｃｈ２、・・・、ｃｈ８であり、光増幅器４の接続段数Ｍが４台であり、光増幅器４の平均利得が２０ｄＢであり、雑音指数が７ｄＢである。雑音指数は、波長によらない。また、光増幅器４の利得は、波長に対して直線的な傾きを持つものと仮定し、最長波長と最短波長との平均利得に対する利得偏差量（Ｇｔｉｌｔ）を±１．５ｄＢである。
【０１７９】
また、ＡＬＣ制御条件（プリエンファシス制御条件）は、制御しきい値２２（Ｐｔｈ）が中心値Ｐｃ±３．５ｄＢである。また、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を上回る場合のｃｈ毎制御ターゲット値（Ｐｔａｒｇｅｔ）が中心値Ｐｃ＋３．０ｄＢであり、ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を下回る場合のｃｈ毎制御ターゲット値（Ｐｔａｒｇｅｔ）が中心値Ｐｃ−３．０ｄＢである。
【０１８０】
図１０における算出条件と異なる点は、チャネル数ｋが８波長である点と、光増幅器４の利得が短波長側において大である点とである。
【０１８１】
図１１Ａに示すプリエンファシス制御前において、コントロールノード１０１ｃの光増幅器４＃１の入力点において、各チャネルの信号光パワーが等しくなるように、ｃｈ毎可変光減衰器２が制御されている。光増幅器４の利得偏差によって発生する信号光パワーのチャネル間偏差は、光増幅器４の接続段数に比例及び累積する。このため、モニタノード１０１ｍの光増幅器４＃Ｍの出力点の信号光パワーのチャネル間偏差量は、プリエンファシス制御前において、±６ｄＢである（図１１Ａに示す黒丸）。
【０１８２】
ここで、ｃｈ１及びｃｈ２のｃｈ毎パワーモニタ値２１が上側の制御しきい値２２（図１１Ａに示す上側の破線）を上回る。このため、ｃｈ１及びｃｈ２の光信号はプリエンファシス制御の対象であり、制御ターゲット値生成部２４は、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ＋３．０ｄＢを算出する（図１１Ａに示す白丸）。
【０１８３】
また、ｃｈ７及びｃｈ８のｃｈ毎パワーモニタ値２１が下側の制御しきい値２２（図１１Ａに示す下側の破線）を下回る。このため、ｃｈ７及びｃｈ８の光信号はプリエンファシス制御の対象であり、制御ターゲット値生成部２４は、新規のｃｈ毎制御ターゲット値として中心値Ｐｃ−３．０ｄＢを算出する（図１１Ａに示す白丸）。
【０１８４】
前述のように図１１Ａにおける算出条件において、可変光減衰器制御量演算回路８は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１（図１１Ａに示す黒丸）と制御しきい値２２（図１１Ａに示す破線）とを比較した結果、ｃｈ１及びｃｈ２、並びに、ｃｈ７及びｃｈ８に対応する、中心値Ｐｃ±３．０ｄＢのｃｈ毎制御ターゲット値（図１１Ａに示す白丸）を算出する。
【０１８５】
図１１Ｂは、本発明の第１の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノード１０１ｃにおける光信号パワーを示す説明図である。
【０１８６】
比較演算器２５は、制御ターゲット値生成部２４によって算出されたｃｈ毎制御ターゲット値と、ｃｈ毎パワーモニタ値２１との差から、ｃｈ１及びｃｈ２、並びに、ｃｈ７及びｃｈ８に対応する、新規のｃｈ毎可変光減衰器制御量２６（図１１Ｂに示す白丸）を算出する。図１１Ｂにおいて、ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６の符号が負の場合、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２が、ｃｈ毎可変光減衰器２による出力のパワーレベルを低下させる方向に制御する。
【０１８７】
ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６は、監視制御信号送受信機９及び監視制御信号伝送路１０を介して、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信される。ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、送信されたｃｈ毎可変光減衰器制御量２６によってｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御する。この結果、光増幅器４＃１の入力において、図１１Ｂの黒丸に示すように、ｃｈ１及びｃｈ２、並びに、ｃｈ７及びｃｈ８にプリエンファシス制御が実行される。
【０１８８】
図１１Ｃは、本発明の第１の実施形態のモニタノード１０１ｍにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０１８９】
図１１Ｃは、モニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４＃Ｍの出力点における、第１の実施形態によるＡＬＣ制御（第１の実施形態によるプリエンファシス制御）前後のＯＳＮＲ偏差量を示す。図１１Ｃに示すＯＳＮＲ偏差量は、波長多重信号に含まれる全チャネルのＯＳＮＲ平均に対する、各チャネルのＯＳＮＲの相対値である。
【０１９０】
プリエンファシス制御前におけるＯＳＮＲ偏差量（図１１Ｃに示す×印）は、最大値が＋２．１ｄＢであり、最小値が−２．１ｄＢである。このため、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は４．２ｄＢである。
【０１９１】
一方、プリエンファシス制御後において（図１１Ｃに示す白丸）、ｃｈ７及びｃｈ８のＯＳＮＲ偏差量は増大する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が増大し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲが増えるためである。
【０１９２】
さらに、プリエンファシス制御後において、ｃｈ１及びｃｈ２のＯＳＮＲ偏差量は、減少する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が減少し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲ偏差が抑制されるためである。
【０１９３】
その結果、プリエンファシス制御後において、最大ＯＳＮＲは＋１．１ｄＢになり、最小ＯＳＮＲは−０．９ｄＢになり、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は２．０ｄＢとなる。
【０１９４】
したがって、プリエンファシス制御前後において、ＯＳＮＲ偏差量は、２．２ｄＢ減少する。
【０１９５】
第１の実施形態によれば、チャネル毎に制御ターゲット値を算出するため、波長数及び波長配置によらずに、ＯＳＮＲ偏差を抑制できる。すなわち、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制し、波長数及び波長配置に依存しない、安定性及び信頼性の高いプリエンファシス制御を実現することができる。
【０１９６】
図１２Ａ〜図１２Ｅは、図１１Ａ〜図１１Ｃにおける算出条件のうち、光増幅器４の利得偏差量のみを変化させた条件において、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲのシミュレーション結果を示す。
【０１９７】
各図における光増幅器４の利得偏差量は、図１２Ａにおいて±０．０ｄＢであり、図１２Ｂにおいて、±０．５ｄＢであり、図１２Ｃにおいて、±１．０ｄＢであり、図１２Ｄにおいて、±１．５ｄＢであり、図１２Ｅにおいて、±２．０ｄＢである。
【０１９８】
なお、図１２Ａ〜図１２Ｅに示すチャネルは、ｃｈ１〜ｃｈ１６である。ｃｈ１は、波長多重信号のうち、最も短い波長のチャネルであり、ｃｈ１６は、最も長い波長のチャネルである。
【０１９９】
図１２Ａは、本発明の第１の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±０．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２００】
図１２Ａに示す条件において、光増幅器４の利得偏差量は０であるため、全てのチャネルのＯＳＮＲは一定である。
【０２０１】
図１２Ｂは、本発明の第１の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±０．５ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２０２】
図１２Ｂに示す条件において、プリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を超える光信号は存在しない。このため、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量から変化しない。
【０２０３】
図１２Ｃは、本発明の第１の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±１．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２０４】
図１２Ｃに示す条件において、ｃｈ１及びｃｈ１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が、制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１及びｃｈ１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±１．２５ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±１．５ｄＢ）から改善する。
【０２０５】
図１２Ｄは、本発明の第１の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±１．５ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２０６】
図１２Ｄに示す条件において、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±１．０ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±２．０ｄＢ）から改善する。
【０２０７】
図１２Ｅは、本発明の第１の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±２．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２０８】
図１２Ｅに示す条件において、ｃｈ１、２、３、４及び５、並びに、ｃｈ１２、１３、１４、１５及び１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１、２、３、４及び５、並びに、ｃｈ１２、１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±２．０ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±３．０ｄＢ）から改善する。
【０２０９】
図１２Ａ〜図１２Ｅのとおり、光増幅器４の利得偏差が変化した場合においても、第１の実施形態によるプリエンファシス制御によって、ＯＳＮＲ偏差量は一定範囲に抑制される。
【０２１０】
光ファイバ１０２における光信号の損失量が変化した場合においても、光増幅器４中の利得状態の変化によって、チャネル間の利得偏差が変化する可能性がある。例えば、光増幅器４がエルビウム添加ファイバ増幅器の場合、光ファイバ１０２の損失量が変化することによって、光増幅器４の入力光パワーが変化する。
【０２１１】
この結果、エルビウムイオン中の反転分布係数（レーザー上準位とレーザー下準位との電子数の比）が変化し、光増幅器の波長に対する利得プロファイル、すなわち、利得偏差が変化する。さらに、一般的な光増幅器４は、光増幅器４への入力値が減少した場合、長波長側の利得が下がり、入力値が増大した場合、短波長側の利得が下がる特性を持つ。
【０２１２】
すなわち、図１２Ａ〜図１２Ｅのとおり、光増幅器４の利得偏差が変化した場合においても、第１の実施形態によるプリエンファシス制御によって、ＯＳＮＲ偏差量が一定範囲に抑制されるが、光ファイバ１０２における損失量が変化した場合においても、ＯＳＮＲ偏差量が一定範囲に抑制される。
【０２１３】
前述のとおり、第１の実施形態は、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御において、光ノード１０１及び光ファイバ１０２の特性パラメータの変化に依存しない、安定性及び信頼性の高いプリエンファシス制御を実現する。
【０２１４】
なお、図７に示すコントロールノード１０１ｃは、光分波器１、ｃｈ毎可変光減衰器２、及び、光合波器３を備えることによって、波長多重信号のパワーレベルをチャネル毎に制御したが、本発明のコントロールノード１０１ｃは、波長多重信号のパワーレベルをいかなる方法又は装置によって制御してもよい。
【０２１５】
例えば、コントロールノード１０１ｃは、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈ）のような、統合された機能を備えてもよく、ｃｈ毎にパワーレベルを制御可能な素子又はモジュールを備えてもよい。
【０２１６】
また、図７に示すコントロールノード１０１ｃは、ｃｈ毎可変光減衰器２を光増幅器４＃１の上流に備えたが、本発明のコントロールノード１０１ｃは、光増幅器４＃１の下流にｃｈ毎可変光減衰器２を備えてもよい。また、本発明のコントロールノード１０１ｃは、光増幅器４＃１を備えなくてもよい。
【０２１７】
また、図７に示すモニタノード１０１ｍは、光分波器６、及び、波長毎のフォトダイオード（ＰＤ）７を備えることによって、波長多重信号のパワーレベルをチャネル毎にモニタしたが、本発明のモニタノード１０１ｍは、波長多重信号のパワーレベルをいかなる方法又は装置によってモニタしてもよい。
【０２１８】
例えば、本発明のモニタノード１０１ｍは、時間とともに中心波長をスイープさせる波長可変フィルタと、一つのＰＤと、そのＰＤの時系列データを（スイープタイミングと同期させて）波長データに変換する信号処理回路とを備えることによって、波長多重信号のパワーレベルをモニタしてもよい。
【０２１９】
さらに、図７のモニタノード１０１ｍは、ｃｈ毎に波長多重信号のパワーレベルをモニタする装置を光増幅器４＃Ｍの下流に備えたが、本発明のモニタノード１０１ｍは、ｃｈ毎に波長多重信号のパワーレベルをモニタする機能を、光増幅器４の上流に備えてもよい。また、本発明のモニタノード１０１ｍは、光増幅器４＃Ｍを備えなくてもよい。
【０２２０】
また、図７の監視制御信号伝送路１０は、論理的な伝送路を示し、物理的な伝送路には、光ファイバ１０２と同一の伝送路が用いられてもよい。この場合には、監視制御信号が波長多重信号に波長多重されてもよく、具体的には、時間多重、パケット多重、又はオーバーヘッド部分に多重されてもよい。本発明の実施形態を実現するための物理的な構成は、本発明を制限しない。
【０２２１】
前述の第１の実施形態によれば、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御において、高価なＯＳＮＲモニタ機能を用いることなく、かつ、波長多重信号の波長数や波長配置に依存しない、かつ、伝送装置や伝送ファイバの特性パラメータの変化に依存しない、安定性かつ信頼性の高いプリエンファシス制御を実現する。
【０２２２】
（第２の実施形態）
図１３Ａは、本発明の第２の実施形態のｃｈ毎制御ターゲット値の算出方法を示す説明図である。
【０２２３】
図８に示すｃｈ毎制御ターゲット値を、ｃｈ毎パワーモニタ値２１（パワーモニタ値Ｐｍｏｎ）に基づいて算出する方法の概念図を、図１３Ａに示す。パワーモニタ値Ｐｍｏｎが、上側の制御しきい値２２（Ｐｔｈ＿ｕ）を上回った（Ｐｍｏｎ＞Ｐｔｈ＿ｕ）場合、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｕには、中心値Ｐｃと制御しきい値（上側）Ｐｔｈ＿ｕとの間の値（Ｐｃ＜Ｐｔｇｔ＿ｕ＜Ｐｔｈ＿ｕ）が算出される。
【０２２４】
また、パワーモニタ値Ｐｍｏｎが、制御しきい値（下側）Ｐｔｈ＿ｌを下回った（Ｐｍｏｎ＜Ｐｔｈ＿ｌ）場合、ｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ＿ｌには、中心値Ｐｃと制御しきい値（下側）Ｐｔｈ＿ｌとの間の値（Ｐｃ＞Ｐｔｇｔ＿ｌ＜Ｐｔｈ＿ｌ）が算出される。
【０２２５】
図１３Ａにおいて、ｃｈ１及びｃｈ２、並びに、ｃｈ（ｋ）及び（ｋ−１）の光信号の制御ターゲット値が算出される。
【０２２６】
図１３Ｂは、本発明の第２の実施形態のｃｈ毎パワーモニタ値２１に基づいて制御ターゲット値を算出する方法を示す説明図である。
【０２２７】
第２の実施形態におけるｃｈ毎制御ターゲット値Ｐｔｇｔ（ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６に相当）は、例えば、パワーモニタ値Ｐｍｏｎの中心値Ｐｃに対する相対値を１／２とする値を、ｃｈ毎制御ターゲット値の中心値Ｐｃに対する相対値とすることによって算出される。
【０２２８】
この算出方法は、図５に示す計算結果に基づく。図５に示すとおり、信号光パワーのチャネル間偏差量、すなわち、制御に用いるモニタ値のチャネル間偏差量は、光増幅器４＃Ｍの出力点において２・Ｍ・Δである。また、同じく図５に示すとおり、雑音光パワーのチャネル間偏差量、すなわち、ＯＳＮＲ偏差量をゼロにするための信号光パワーの新規のｃｈ毎制御ターゲット値のチャネル間偏差量は、光増幅器４＃Ｍの出力点において（Ｍ＋１）・Δで表される。つまり、新規のｃｈ毎制御ターゲット値は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１の値×（Ｍ＋１）／（２・Ｍ）≒ｃｈ毎パワーモニタ値２１の値×１／２（Ｍ→∞）によって算出される。
【０２２９】
このため、図１３Ｂのとおり、ｃｈ１の新たなｃｈ毎制御ターゲット値は、チャネル１のｃｈ毎パワーモニタ値２１と中心値Ｐｃとを加算した値を２によって除算した結果であり、ｃｈ２の新たなｃｈ毎制御ターゲット値は、チャネル２のｃｈ毎パワーモニタ値２１と中心値Ｐｃとを加算した結果を２によって除算した結果である。また、ｃｈ（ｋ）の新たな制御ターゲット値は、チャネル（ｋ）のｃｈ毎パワーモニタ値２１と中心値Ｐｃとを加算した結果を２によって除算した結果であり、ｃｈ（ｋ−１）の新たな制御ターゲット値は、チャネル（ｋ−１）のｃｈ毎パワーモニタ値２１と中心値Ｐｃとを加算した結果を２によって除算した結果である。
【０２３０】
第２の実施形態の制御ターゲット値生成部２４は、前述のように、ｃｈ毎パワーモニタ値２１と中心値Ｐｃとを加算した値を２によって除算する関数を保持する。そして、制御しきい値２２の範囲から外れたｃｈ毎パワーモニタ値２１の光信号に対応するｃｈ毎可変光減衰器制御量２６を、保持される関数によって算出する。
【０２３１】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、本発明の第２の実施形態のｃｈ毎制御ターゲット値をｃｈ毎パワーモニタ値２１に基づいて算出した場合の、ｃｈ毎制御ターゲット値の具体例を示す説明図である。すなわち、図７に示す可変光減衰器制御量演算回路８によって、図１３に示すｃｈ毎制御ターゲット値が算出され、算出されたｃｈ毎制御ターゲット値を用いてプリエンファシス制御が実行された場合の、コントロールノード１０１ｃ及びモニタノード１０１ｍにおけるチャネル毎の信号光パワー及びＯＳＮＲのシミュレーション結果が、図１４Ａ〜図１４Ｃに示される。
【０２３２】
図１４Ａ〜図１４Ｃに示すシミュレーション結果の算出条件は、チャネル数ｋが１６波長であり、チャネル番号が短波長側から順に、ｃｈ１、ｃｈ２、・・・、ｃｈ１６であり、光増幅器４の接続段数Ｍを４台であり、光増幅器４の平均利得が２０ｄＢであり、雑音指数が７ｄＢである。雑音指数は、波長によらない。また、光増幅器４の利得は、波長に対して直線的な傾きを持つものと仮定し、最長波長と最短波長との平均利得に対する利得偏差量（Ｇｔｉｌｔ）を±１．５ｄＢとする。
【０２３３】
また、ＡＬＣ制御条件（プリエンファシス制御条件）は、制御しきい値２２（Ｐｔｈ）を中心値Ｐｃ±３．５ｄＢである。
【０２３４】
図１４Ａは、本発明の第２の実施形態のプリエンファシス制御前のモニタノード１０１ｍにおけるｃｈ毎パワーモニタ値２１とｃｈ毎制御ターゲット値とを示す説明図である。
【０２３５】
ｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を上回る場合のｃｈ毎制御ターゲット値（Ｐｔａｒｇｅｔ）は、前述の通り、ｃｈ毎パワーモニタ値２１の値×１／２によって算出される。ここで、ｃｈ毎パワーモニタ値２１は中心値Ｐｃに対する相対値（中心値Ｐｃからの偏差量）である。
【０２３６】
図１４Ａに示すプリエンファシス制御前において、コントロールノード１０１ｃの光増幅器４＃１の入力点における各チャネルの信号光パワーが等しくなるように、ｃｈ毎可変光減衰器２は制御されている。光増幅器４の利得偏差によって発生する信号光パワーのチャネル間偏差は、光増幅器４の接続段数に比例及び累積する。このため、モニタノード１０１ｍの光増幅器４＃Ｍの出力点の信号光パワーのチャネル間偏差量は、図１４Ａに示すように±６ｄＢである（図１４Ａに示す黒丸）。
【０２３７】
ここで、ｃｈ１、２、３及び４が下側の制御しきい値（図１４Ａに示す下側の破線）を下回る場合、ｃｈ１、２、３及び４の光信号は、プリエンファシス制御の対象である。
【０２３８】
図１０Ａに示す算出条件において、可変光減衰器制御量演算回路８は、ｃｈ毎パワーモニタ値２１（図１４Ａに示す黒丸）と制御しきい値２２（図１４Ａに示す破線）とを比較し、比較の結果、制御しきい値２２の範囲から外れるｃｈ毎パワーモニタ値２１のチャネルの光信号に、新たなｃｈ毎制御ターゲット値を算出する。
【０２３９】
すなわち、可変光減衰器制御量演算回路８の制御ターゲット値生成部２４は、図１４Ａに示すｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６に対応する、新たなｃｈ毎制御ターゲット値（図１４Ａに示す白丸）を、ｃｈ毎パワーモニタ値２１に１／２を乗じることによって、算出する。
【０２４０】
図１４Ｂは、本発明の第２の実施形態のプリエンファシス制御後のコントロールノード１０１ｃにおける光信号パワーを示す説明図である。
【０２４１】
比較演算器２５は、制御ターゲット値生成部２４によって算出されたｃｈ毎制御ターゲット値と、ｃｈ毎パワーモニタ値２１との差から、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６に対応する、新規のｃｈ毎可変光減衰器制御量２６（図１４Ｂに示す白丸）を算出する。図１４Ｂにおいて、ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６が負である場合、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２が、ｃｈ毎可変光減衰器２の出力パワーレベルを低下させる方向に制御するものとして定義される。
【０２４２】
ｃｈ毎可変光減衰器制御量２６は、監視制御信号送受信機９及び監視制御信号伝送路１０を介して、ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２に送信される。ｃｈ毎可変光減衰器制御回路１２は、送信されたｃｈ毎可変光減衰器制御量によってｃｈ毎可変光減衰器２の減衰量を制御する。この結果、光増幅器４＃１の入力において、図１４Ｂの黒丸に示すように、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。
【０２４３】
図１４Ｃは、本発明の第２の実施形態のモニタノード１０１ｍにおけるプリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２４４】
図１４Ｃは、モニタノード１０１ｍに備わる光増幅器４＃Ｍの出力点における、第２の実施形態によるＡＬＣ制御（第２の実施形態によるプリエンファシス制御）前後のＯＳＮＲ偏差量を示す。図１４Ｃに示すＯＳＮＲ偏差量は、波長多重信号に含まれる全チャネルのＯＳＮＲ平均に対する、各チャネルのＯＳＮＲの相対値である。
【０２４５】
プリエンファシス制御前におけるＯＳＮＲ偏差量（図１４Ｃに示す×印）は、最大値が＋２．１ｄＢであり、最小値が−２．１ｄＢである。このため、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、４．２ｄＢである。
【０２４６】
一方、プリエンファシス制御後において（図１４Ｃに示す白丸）、ｃｈ１、２、３及び４のＯＳＮＲ偏差量は増大する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が増大し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲが増えるためである。
【０２４７】
さらに、プリエンファシス制御後において、ｃｈ１３、１４、１５及び１６のＯＳＮＲ偏差量は、減少する。これは、プリエンファシス制御によって光増幅器４＃１の入力が減少し、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲが抑制されるためである。
【０２４８】
その結果、ＯＳＮＲの最大値は＋１．２ｄＢになり、最小値は−０．９ｄＢになり、最大値から最小値までのチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は２．１ｄＢとなる。したがって、プリエンファシス制御前後のＯＳＮＲ偏差量は、２．１ｄＢ縮小する。
【０２４９】
前述のとおり、第２の実施形態によれば、高価なＯＳＮＲモニタを用いることなく、信号光パワーのモニタリングによって、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御が可能である。また、プリエンファシス制御後のＯＳＮＲが、全チャネルにおいて一定の範囲に抑制される。これは、第１の実施形態よりも、第２の実施形態のプリエンファシス制御が、ＯＳＮＲ偏差をより安定して抑制できることを示す。
【０２５０】
図１５Ａ〜図１５Ｅは、図１４Ａ〜図１４Ｃにおける算出条件のうち、光増幅器４の利得偏差量のみを変化させた条件において、光増幅器４＃Ｍの出力点におけるＯＳＮＲのシミュレーション結果を示す。
【０２５１】
各図における光増幅器４の利得偏差量は、図１５Ａにおいて±０．０ｄＢであり、図１５Ｂにおいて、±０．５ｄＢであり、図１５Ｃにおいて、±１．０ｄＢであり、図１５Ｄにおいて、±１．５ｄＢであり、図１５Ｅにおいて、±２．０ｄＢである。
【０２５２】
なお、図１５Ａ〜図１５Ｅに示すチャネルは、ｃｈ１〜ｃｈ１６である。ｃｈ１は、波長多重信号のうち、最も短い波長のチャネルであり、ｃｈ１６は、最も長い波長のチャネルである。
【０２５３】
図１５Ａは、本発明の第２の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±０．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２５４】
図１５Ａに示す条件において、光増幅器４の利得偏差量は０であるため、全てのチャネルのＯＳＮＲは一定である。このため、プリエンファシス制御前後において、全てのチャネルのＯＳＮＲ偏差量は変化しない。
【０２５５】
図１５Ｂは、本発明の第２の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±０．５ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２５６】
図１５Ｂに示す条件において、プリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２を超えるチャネルは存在しない。このため、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量から変化しない。
【０２５７】
図１５Ｃは、本発明の第２の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±１．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２５８】
図１５Ｃに示す条件において、ｃｈ１及びｃｈ１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１及びｃｈ１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±１．２５ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±１．５ｄＢ）から改善する。
【０２５９】
図１５Ｄは、本発明の第２の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±１．５ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２６０】
図１５Ｄに示す条件において、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１、２、３及び４、並びに、ｃｈ１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±１．０ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±２．０ｄＢ）から改善する。
【０２６１】
図１５Ｅは、本発明の第２の実施形態の光増幅器４の利得偏差量が±２．０ｄＢである場合の、光増幅器４＃ＭにおけるＯＳＮＲ偏差量を示す説明図である。
【０２６２】
図１５Ｅに示す条件において、ｃｈ１、２、３、４及び５、並びに、ｃｈ１２、１３、１４、１５及び１６のプリエンファシス制御前のｃｈ毎パワーモニタ値２１が制御しきい値２２の範囲から外れる。このため、ｃｈ１、２、３、４及び５、並びに、ｃｈ１２、１３、１４、１５及び１６の光信号にプリエンファシス制御が実行される。この結果、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量は、約±１．５ｄＢとなり、プリエンファシス制御前のチャネル間のＯＳＮＲ偏差量（約±３．０ｄＢ）から改善する。
【０２６３】
図１２Ｅ及び図１５Ｅのとおり、第２の実施形態において、光増幅器４の利得偏差量の変化にしたがって、プリエンファシス制御後のチャネル間のＯＳＮＲ偏差の変化量は、第１の実施形態におけるＯＳＮＲ偏差の変化量よりも小さい。このため、第２の実施形態におけるプリエンファシス制御によれば、第１の実施形態におけるプリエンファシス制御よりも、いずれの波長においてもＯＳＮＲ偏差を一定の範囲に抑えることができる。
【０２６４】
光ファイバ１０２における光信号の損失量が変化した場合においても、光増幅器４中の利得状態の変化によって、チャネル間の利得偏差が変化する可能性がある。例えば、光増幅器４がエルビウム添加ファイバ増幅器の場合、光ファイバ１０２の損失量が変化することによって、光増幅器４の入力光パワーが変化する。この結果、エルビウムイオン中の反転分布係数（レーザー上準位とレーザー下準位との電子数の比）が変化し、光増幅器の波長に対する利得プロファイル、すなわち、利得偏差が変化する。さらに、一般的な光増幅器４は、光増幅器４への入力値が減少した場合、長波長側の利得が下がり、入力値が増大した場合、短波長側の利得が下がる特性を持つ。
【０２６５】
すなわち、図１５Ａ〜図１５Ｅのとおり、光増幅器４の利得偏差が変化した場合においても、本実施形態によるプリエンファシス制御によって、ＯＳＮＲ偏差量が一定範囲に抑制されるが、光ファイバ１０２における損失量が変化した場合においても、ＯＳＮＲ偏差量が一定範囲に抑制される。
【０２６６】
前述のとおり、第２の実施形態によれば、チャネル間のＯＳＮＲ偏差を抑制するプリエンファシス制御において、チャネル毎にパワーレベルをモニタし、制御ターゲット値を定めることによって、光ノード１０１及び光ファイバ１０２の特性パラメータの変化に依存しない、安定性及び信頼性の高いプリエンファシス制御を実現する。さらに、ｃｈ毎制御ターゲット値を、チャネル毎のパワーレベルに基づいて算出することによって、すべてのチャネルにおいてＯＳＮＲが一定の範囲になるように波長多重信号のパワーレベルを制御することができる。
【符号の説明】
【０２６７】
１      光分波器
２      ｃｈ毎可変光減衰器
３      光合波器
４      光増幅器
５      光カプラ
６      光分波器
７      フォトダイオード（ＰＤ）
８      可変光減衰器制御量演算回路
９      監視制御信号送受信機
１０    監視制御信号伝送路
１２    ｃｈ毎可変光減衰器制御回路
２１    ｃｈ毎パワーモニタ値
２２    制御しきい値
２３    比較演算器
２４    制御ターゲット値生成部
２５    比較演算器
２６    ｃｈ毎可変光減衰器制御量
５１    ｃｈ毎パワーモニタ値
５２    ｃｈ毎制御ターゲット値
５３    比較演算器
５４    ｃｈ毎可変光減衰器制御量
１０１  光ノード
１０１ｃ  コントロールノード
１０１ｍ  モニタノード
１０２  光ファイバ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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