(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然放出光の出力パワーがチャネル毎に異なる光増幅器を介して接続される光受信局に適合する送信局を有するシステムであって、該送信局は、
それぞれがレーザダイオードを有し、互いに異なる波長の信号光ビームをバイアス電流に基づいてそれぞれ出力する複数の光送信機と、
上記信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有し上記信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこれを上記出力ポートから出力する光マルチプレクサと、
上記光マルチプレクサの出力ポートに動作的に接続され上記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分岐光に分岐する光ビームスプリッタと、
上記第１の分岐光を受け上記各チャネルの信号光ビームの波長を含む帯域における上記第１の分岐光のスペクトルをモニタリングする手段と、
該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各レーザダイオードのバイアス電流を制御して上記光増幅器から出力される上記ＷＤＭ信号光の各チャネルの信号対雑音比がほぼ等しくなるように前記モニタリングする手段によりモニタリングされた各チャネルの信号光ビームのパワーがチャネル毎に所定値となるようプリエンファシスをする制御手段とを備え、
上記第２の分岐光が上記送信局から出力されるシステム。
【請求項２】
自然放出光の出力パワーがチャネル毎に異なる光増幅器を介して接続される光受信局に適合する送信局を有するシステムであって、該送信局は、
互いに異なる波長の信号光ビームをそれぞれ出力する複数の光送信機と、
上記信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有し上記信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこれを上記出力ポートから出力する光マルチプレクサと、
上記各光送信機の出力ポートと上記光マルチプレクサの各入力ポートとの間に動作的に接続され上記信号光ビームに対する可変の減衰率を有する複数の光アッテネータと、
上記光マルチプレクサの出力ポートに動作的に接続され上記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分岐光に分岐する光ビームスプリッタと、
上記第１の分岐光を受け上記各チャネルの信号光ビームの波長を含む帯域における上記第１の分岐光のスペクトルをモニタリングする手段と、
該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各光アッテネータの減衰率を制御して上記光増幅器から出力される上記ＷＤＭ信号光の各チャネルの信号対雑音比がほぼ等しくなるように前記モニタリングする手段によりモニタリングされた各チャネルの信号光ビームのパワーがチャネル毎に所定値となるようプリエンファシスをする制御手段とを備え、
上記第２の分岐光が上記送信局から出力されるシステム。
【請求項３】
自然放出光の出力パワーがチャネル毎に異なる第１の光増幅器を介して接続される光受信局に適合する送信局を有するシステムであって、該送信局は、
互いに異なる波長の信号光ビームをそれぞれ出力する複数の光送信機と、
上記信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有し上記信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこれを上記出力ポートから出力する光マルチプレクサと、
上記各光送信機の出力ポートと上記光マルチプレクサの各入力ポートとの間に動作的に接続され上記信号光ビームに対する可変の利得を有する複数の第２の光増幅器と、
上記光マルチプレクサの出力ポートに動作的に接続され上記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分岐光に分岐する光ビームスプリッタと、
上記第１の分岐光を受け上記各チャネルの信号光ビームの波長を含む帯域における上記第１の分岐光のスペクトルをモニタリングする手段と、
該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各第２の光増幅器の利得を制御して上記第１の光増幅器から出力される上記ＷＤＭ信号光の各チャネルの信号対雑音比がほぼ等しくなるように前記モニタリングする手段によりモニタリングされた各チャネルの信号光ビームのパワーがチャネル毎に所定値となるようプリエンファシスをする制御手段とを備え、
上記第２の分岐光が上記送信局から出力されるシステム。
【請求項４】
請求項1〜３のいずれかに記載のシステムであって、
上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光を分光する手段と、該分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメントを有する受光アレイと、該受光アレイの出力信号に基づき上記スペクトルにおける上記各光送信機に対応する複数のスペクトルピークの値を検出する手段とを備え、
上記制御手段は、上記複数のスペクトルピークの値の比が一定になるように制御するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、
上記分光する手段は回折格子からなるシステム。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載のシステムであって、
上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光から上記各信号光ビームの波長をそれぞれ有する複数の光成分を抽出する手段と、該各光成分を光／電気変換する複数のフォトディテクタとを含み、
上記制御手段は、上記複数のフォトディテクタの出力レベルの比が一定になるように制御するシステム。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載のシステムであって、
上記各光送信機に動作的に接続され上記各信号光ビームを互いに異なる周波数のトーン信号により変調する手段を更に備え、
上記モニタリングする手段は、上記第１の分岐光を光／電気変換するフォトディテクタと、該フォトディテクタの出力信号から上記各トーン信号の周波数成分を抽出する検波手段とを含み、
上記制御手段は、上記検波手段により抽出された複数の周波数成分の比が一定になるように制御するシステム。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載のシステムであって、
上記各光送信機と上記光マルチプレクサの各入力ポートとを動作的に接続するための複数の光ファイバを更に備え、
該光ファイバの各々は第１及び第２のファイバと該第１及び第２のファイバを着脱可能に接続する光コネクタとからなるシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に波長分割多重が適用されるシステム及び光パワー制御装置に関し、更に詳しくは波長分割多重信号光のスペクトルのモニタリングに基づく制御のためのシステム及び装置に関する。
【０００２】
光通信システムの大容量化を図るための技術として、波長分割多重（Wavelength-Division Multiplexing: ＷＤＭ）に関する研究が盛んに行われている。ＷＤＭとエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）とを組み合わせることにより、大容量で且つ長距離の光通信システムを構築することができる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、送信局と、受信局と、送信局及び受信局間に敷設される光伝送路とを備えた光通信システムが知られている。このシステムにＷＤＭが適用される場合、送信局は、互いに異なる波長の信号光ビームをそれぞれ出力する複数の光送信機と、これらの信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこのＷＤＭ信号光を出力する光マルチプレクサとを含む。
【０００４】
光マルチプレクサは少なくとも１つの出力ポートを有しており、これにより出力されたＷＤＭ信号光を少なくとも１回線の光伝送路へ送出することができる。このようにＷＤＭが適用されるシステムにおいては、１回線あたりの伝送容量が増大するので、光通信システムの大容量化が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、各光送信機から光伝送路までの損失がばらつくので、光伝送路へ送出されるＷＤＭ信号光において所望のパワーの相対性を得ることができないという問題がある。
【０００６】
一方、光伝送路の途中にＥＤＦＡを有する光中継器が設けられている場合には、送信局でプリエンファシスを行うために、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることが要求される。
【０００７】
よって、本発明の目的は、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることができるシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、このようなシステムに適用可能な光パワー制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の側面によると、自然放出光の出力パワーがチャネル毎に異なる光増幅器を介して接続される光受信局に適合する送信局を有するシステムであって、該送信局は、それぞれがレーザダイオードを有し、互いに異なる波長の信号光ビームをバイアス電流に基づいてそれぞれ出力する複数の光送信機と、上記信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有し上記信号光ビームを波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成しこれを上記出力ポートから出力する光マルチプレクサと、上記光マルチプレクサの出力ポートに動作的に接続され上記ＷＤＭ信号光を第１及び第２の分岐光に分岐する光ビームスプリッタと、上記第１の分岐光を受け上記各チャネルの信号光ビームの波長を含む帯域における上記第１の分岐光のスペクトルをモニタリングする手段と、該モニタリングされたスペクトルに基づき上記各レーザダイオードのバイアス電流を制御して上記光増幅器から出力される上記ＷＤＭ信号光の各チャネルの信号対雑音比がほぼ等しくなるように前記モニタリングする手段によりモニタリングされた各チャネルの信号光ビームのパワーがチャネル毎に所定値となるようプリエンファシスをする制御手段とを備え、上記第２の分岐光が上記送信局から出力されるシステムが提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明する。
図１は本発明を適用可能な光通信システムのブロック図である。このシステムは、ＷＤＭ信号光を出力する送信局２と、ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバ伝送路４と、ＷＤＭ信号光を受ける受信局６とを備えている。
【００１２】
光ファイバ伝送路４の途中には、ＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器８を含む光中継器１０が複数設けられている。
雑音発生等に関する説明の便宜上、各光増幅器８はＥＤＦＡであるとする。
【００１３】
図２は送信局の従来例を示すブロック図である。この送信局は、互いに異なる波長の信号光ビームをそれぞれ出力するｍ（ｍは１よりも大きい自然数）台の光送信機１２（＃１〜＃ｍ）を有している。光送信機１２（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ第１チャネル（ｃｈ．１）から第ｍチャネル（ｃｈ．ｍ）に対応している。また、光送信機１２（＃１〜＃ｍ）から出力される信号光の波長はそれぞれλ１〜λｍに設定されている。
【００１４】
光送信機１２（＃１〜＃ｍ）は、それぞれ、与えられた波長を有するキャリア光を発生するレーザダイオード１４（＃１〜＃ｍ）と、主信号に基づきキャリア光を変調して信号光ビームを出力する光変調器１６（＃１〜＃ｍ）とを有している。
【００１５】
ｃｈ．１からｃｈ．ｍの信号光ビームは、光マルチプレクサ１８において波長分割多重され、ＷＤＭ信号光として光ファイバ伝送路４へ送出される。
図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）を参照すると、ＷＤＭ信号光の伝送前後におけるスペクトルの変化の例が示されている。図３の（Ａ）は伝送前のスペクトル、即ち送信局２が出力するＷＤＭ信号光のスペクトルを示している。ここでは、各チャネルの信号光ビームのパワーが等しいものとする。
【００１６】
図３の（Ｂ）は伝送後のスペクトル、即ち受信局６が受けるＷＤＭ信号光に関するスペクトルを示している。各光増幅器８において増幅された自然放出光（Amplified Spontaneous Emisson ：ＡＳＥ）がＷＤＭ信号光に累積的に付加される結果、比較的なだらかなＡＳＥのスペクトルに各チャネルの鋭い信号光のスペクトルが重畳されている。
【００１７】
ここで、縦軸のスペクトル密度が対数表示である場合、信号光パワーとＡＳＥパワーのレベル差は光ＳＮＲに対応する。光ＳＮＲの「ＳＮＲ」は信号対雑音比の略であり、信号光を光／電気変換した後の信号対雑音比は電気ＳＮＲ又は単にＳＮＲと称される。光ＳＮＲ及び電気ＳＮＲは伝送品質を決定する重要なパラメータである。
【００１８】
ＷＤＭ信号光を伝送する場合における技術的課題として、以下の２点が挙げられる。
第１に、あるチャネルに対する光増幅器の利得及びＡＳＥのパワーは、そのチャネルの信号光ビームのパワーだけでなく他チャネルの信号光ビームのパワーにも依存する。それ故、ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が送信局で変化すると、各チャネルの伝送後の信号光パワー及び光ＳＮＲはその影響を受けて変動する。
【００１９】
従って、安定した伝送特性（受信局における電気ＳＮＲ及び符号誤り率等）を得るためには、ＷＤＭ信号光のトータルパワーだけでなくパワーの相対性についても制御を行うことが望ましい。
【００２０】
今、図２により説明した送信局を想定する。送信局が大規模になると、各光送信機１２はそれぞれ別の場所に配置され、各光送信機１２と光マルチプレクサ１８の間は記号ＯＣで示されるように光コネクタにより接続されることとなる。
【００２１】
また、光マルチプレクサ１８の後ろに偏波スクランブラや監視信号重畳用外部変調器等の偏波依存性デバイスを記号ＰＤＤで示されるように配置する場合には、各光送信機１２と偏波依存性デバイスとの間の光配線には偏波保持ファイバが用いられる。
【００２２】
このような送信局においては、光マルチプレクサ１８の損失、光コネクタの接続損失及び偏波依存性デバイスの損失等による信号光ビームの損失量は、チャネル毎に異なる。また、これらの損失は偏波状態の変化に伴って変動する。
【００２３】
従って、各光送信機１２が出力パワーについての自動レベル制御（ＡＬＣ）の機能を有しているとしても、前述の損失のばらつきにより、送信局から出力されるＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が変動する。このことは、伝送特性の不安定を引き起こす原因となる。
【００２４】
第２に、光増幅器８における利得及びＡＳＥパワーはチャネル毎に異なるため、図３の（Ａ）に示されるように伝送前の信号光ビームのパワーを各チャネルで等しい値に設定したとしても、伝送後におけるＷＤＭ信号光のパワーの相対性及び光ＳＮＲはチャネル毎に異なってしまう（図３の（Ｂ））。その結果、チャネル毎に異なった伝送特性が得られる。
【００２５】
このような伝送特性のアンバランスはシステム運用上好ましくないので、これを回避するためにプリエンファシスと称される手法が提案されている。
図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）はプリエンファシスを行った場合の伝送前後のスペクトルの変化を示している。図４の（Ｂ）に示されるように伝送後にチャネル毎に等しい光ＳＮＲが得られるように、伝送前に図４の（Ａ）に示されるように信号光ビームのパワーをチャネル毎に異なる値に設定するものである。
【００２６】
プリエンファシスの１つの方法は例えば以下の各ステップを含む。
（ａ）各信号光ビームのパワーを初期値に設定する。
（ｂ）チャネル毎に伝送特性（例えば受信局における電気ＳＮＲ：Ｑ値）を測定する。
【００２７】
（ｃ）相対的に悪い電気ＳＮＲに対応するチャネルの信号光ビームのパワーを増大させ逆に相対的に良好な電気ＳＮＲに対応するチャネルの信号光ビームのパワーを減少させる。
【００２８】
（ｄ）各チャネルの電気ＳＮＲが等しくなるまで（ｂ）及び（ｃ）のステップを繰り返す。
このようなプリエンファシスを円滑に行うのに適したシステムについては後述する。
【００２９】
図５を参照すると、本発明が適用される送信局の第１実施形態が示されている。全図を通して実質的に同一の部分には同一の符号が付されている。
前述した損失のばらつき等に係わらず、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得るために、各光送信機１２においてレーザダイオード１４が出力するキャリア光のパワーが制御される。そのために、光送信機１２（＃１〜＃ｍ）は、各レーザダイオード１４のバイアス電流を制御するための制御端子２０（＃１〜＃ｍ）をそれぞれ有している。
【００３０】
キャリア光は光変調器１６（＃１〜＃ｍ）でそれぞれ主信号により変調されて信号光ビームとなり、これらの信号光ビームは光ファイバ２２（＃１〜＃ｍ）を介して出力される。
【００３１】
光マルチプレクサ１８は、信号光ビームをそれぞれ受ける複数の入力ポート１８Ａ（＃１〜＃ｍ）と少なくとも１つの出力ポート１８Ｂとを有している。
入力ポート１８Ａ（＃１〜＃ｍ）にはそれぞれ光ファイバ２４（＃１〜＃ｍ）が接続されている。光ファイバ２４（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ光コネクタ２６（＃１〜＃ｍ）により光ファイバ２２（＃１〜＃ｍ）に着脱可能に接続されている。
【００３２】
光マルチプレクサ１８は、入力ポート１８Ａ（＃１〜＃ｍ）にそれぞれ供給されたｃｈ．１からｃｈ．ｍの信号光を波長分割多重してＷＤＭ信号光を生成する。ＷＤＭ信号光は出力ポート１８Ｂから光ファイバ２８を介して偏波依存性デバイス３０へ供給される。偏波依存性デバイス３０は例えば偏波スクランブラや監視制御用外部変調器である。
【００３３】
デバイス３０から出力されたＷＤＭ信号光は、光カプラ（光ビームスプリッタ）３２のポート３２Ａへ供給される。光カプラ３２はポート３２Ａへ供給された光を例えば分岐比２０：１で第１及び第２の分岐光に分岐し、第１及び第２の分岐光をそれぞれポート３２Ｂ及び３２Ｃから出力する。
【００３４】
ポート３２Ｂには光ファイバ伝送路４（図１参照）が接続される。ポート３２Ｃはスペクトルモニタ３４に動作的に接続されている。
本明細書において、光学部品同士が「動作的に接続される」というのは、ファイバ接続或いはコリメートビームを用いた空間接続により直接接続される場合を含み、更に、光フィルタ等の他の光学部品を介して接続される場合を含む。
【００３５】
スペクトルモニタ３４は、信号光ビームの波長λ１〜λｍを含む帯域における入力光のスペクトルをモニタリングする。この入力光は光カプラ３２で分岐されたＷＤＭ信号光である。
【００３６】
制御回路３６は、スペクトルモニタ３４におけるモニタリング結果を受け、ＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性が一定に保たれるようにするための制御信号をチャネル毎に出力する。制御信号の各々は制御端子２０（＃１〜＃ｍ）へ供給される。
【００３７】
図６はスペクトルモニタの第１実施形態を示す図である。このモニタは図５のスペクトルモニタ３４として用いることができる。
このスペクトルモニタは、メカニカルな部分を含む本体３８と、本体３８と付随的に設けられる信号処理回路４０とを備えている。本体３８は、光入力を受ける回折格子４２と、回折格子４２への入射角θを走査するためのスキャナ４４と、回折格子４２からの回折光を光／電気変換するＯ／Ｅコンバータ（フォトディテクタ）４６とを有している。
【００３８】
Ｏ／Ｅコンバータ４６の出力信号は信号処理回路４０へ供給される。また、スキャナ４４からの入射角θに関する信号も信号処理回路４０へ供給される。
光入力のうちＯ／Ｅ変換器４６へ供給される成分の波長は、回折格子４２への入射角θに依存するので、走査されるθに対応させてＯ／Ｅ変換器４６の出力レベルを検出することによって、光入力のスペクトルを得ることができる。信号処理回路４０はこのような原理に従ってＷＤＭ信号光における各信号光ビームのスペクトルピークの値をチャネル毎に検出する。
【００３９】
図７はスペクトルモニタの第２実施形態を示す図である。このスペクトルモニタも図５のスペクトルモニタ３４として用いることができる。
光入力は凹面鏡４８によってコリメートされて分光素子５０へ供給される。スキャニングを不要にするために、この実施形態では、分光素子により分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメント５４Ａを有する受光アレイ５４が設けられている。分光された光はレンズ５２によって集束させられて波長に応じた位置のエレメント５４Ａに入射する。
【００４０】
分光された光の伝搬方向は、波長に応じて例えば紙面に平行な平面上で変化する。従ってこの場合には、エレメント５４Ａの配列方向を紙面に平行にしておくことによって、光入力のスペクトルを得るための複数の信号がアレイ５４から出力される。アレイ５４としては、光通信で典型的に使用される波長１．３〜１．５μｍ帯に感度のある材料を用いたＰＩＮフォトダイオードアレイやＣＣＤ（電荷結合素子）センサを用いることができる。
【００４１】
信号処理回路５６はアレイ５４からの信号を受け、ＷＤＭ信号光における各チャネルのスペクトルピークの値を検出する。
分光素子５０として回折格子を用いる場合、その角度分散は０．０４度／ｎｍ程度であり、アレイ５４におけるエレメント５４Ａのピッチは数１０μｍ程度にすることができるので、各部品間の距離を適切に設計することにより、原理的には分解能０．１ｎｍ程度のスペクトルモニタを提供することができる。
【００４２】
今、アレイ５４におけるエレメント５４ＡのピッチをＷ、アレイ５４と分光素子５０の間の距離をＬ、分光素子５０の角度分散をＤ、分光素子５０から互いに隣り合う２つのエレメント５４Ａを臨む角をφとするときに波長分解能は、
２φ／Ｄ＝２ｔａｎ-1（Ｗ／２／Ｌ）／Ｄ
で与えられるので、例えば、Ｗ＝５０μｍ，Ｌ＝１０ｃｍ，Ｄ＝０．０４度／ｎｍとしたときに、０．０７２ｎｍの分解能を得ることができる。
【００４３】
分光素子５０としては、プリズムやＶＩＰＡ（Virtually-Imaged Phased-Array)を用いることもできる。ＶＩＰＡの角度分散は０．４〜０．８度／ｎｍであることが報告されており、これを用いることにより波長分解能を飛躍的に高めることができる。
【００４４】
尚、図示された例では信号処理回路４０又は５６は複数チャネルの信号を出力するように図示されているが、各チャネルの信号をまとめて例えばデジタルデータにより１つのチャネルで出力するようにしてもよい。
【００４５】
再び図５を参照して、制御回路３６の具体的な動作を説明する。この実施形態では、送信局が大規模になることを想定して、各光送信機１２の接続に光コネクタ２６を用いている。このため、光送信機１２からそれぞれ出力される信号光ビームのパワーが等しいとしても、光コネクタ２６における接続損失のばらつきにより、光マルチプレクサ１８から出力されるＷＤＭ信号光においては、各チャネルのスペクトルピークの値がばらつくことになる。また、光送信機１２における光変調器１６の挿入損失のばらつきもスペクトルピークをばらつかせる。
【００４６】
図８の（Ａ）を参照すると、上述のような原因により各チャネルのスペクトルピークがばらついたＷＤＭ信号光のスペクトルが示されている。各チャネルのスペクトルピークの値はスペクトルモニタ３４から制御回路３６へ送られる。そして例えば図４の（Ａ）に示されるようなプリエンファシスを行う場合には、各チャネルのスペクトルピークの値をレーザダイオード１４のバイアス電流にフィードバックして、図８の（Ｂ）に示されるようなスペクトルが得られるようにするのである。このようなフィードバックループは演算増幅器及び可変な参照電圧源を用いることにより容易に構成することができる。
【００４７】
この実施形態では、偏波依存性デバイス３０が用いられているので、各光送信機１２と偏波依存性デバイス３０との間の光配線は偏波保持ファイバによりなされる。即ち、光ファイバ２２，２４及び２８は偏波保持ファイバであり、光コネクタ２６による光ファイバ２２及び２４の相互接続に際してはこれらの主軸同士が一致するように光コネクタ２６における回転位置が調整される。
【００４８】
従ってこのような調整作業のばらつきも光マルチプレクサ１８から出力されるＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性を変化させることになる。本実施形態によれば、光コネクタ２６の調整作業が終了した後に制御回路３６を動作させることによって、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることができ、それにより例えばプリエンファシスを正確に行うことができる。
【００４９】
図９を参照すると、本発明が適用される送信局の第２実施形態が示されている。光送信機１２（＃１〜＃ｍ）から出力された信号光ビームは、それぞれ光アッテネータ５８（＃１〜＃ｍ）を通って光マルチプレクサへ供給される。
【００５０】
光減衰器５８（＃１〜＃ｍ）の減衰率は、制御端子６０（＃１〜＃ｍ）へ供給される制御信号によってそれぞれ変化させることができる。制御端子６０（＃１〜＃ｍ）は制御回路３６に接続される。
【００５１】
即ち、ここではＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得るために、各レーザダイオード１４のバイアス電流が制御されるのではなく、各光アッテネータ５８の減衰率が制御されるのである。
【００５２】
減衰率が可変な光アッテネータは、例えば、信号光ビームが透過する磁気光学結晶と、磁気光学結晶が旋光性を有するように磁気光学結晶に調整可能な磁界を印加する手段と、磁気光学結晶の出力光が透過する偏光子とから構成される。
【００５３】
偏光子から出力される光のパワーは磁気光学結晶における旋光角によって決定されるので、印加する磁界を調整することによって、減衰率を変化させることができる。
【００５４】
図１０を参照すると、本発明が適用される送信局の第３実施形態が示されている。図９の光アッテネータ５８（＃１〜＃ｍ）にそれぞれ代えて光増幅器６２（＃１〜＃ｍ）が設けられている。
【００５５】
光増幅器６２（＃１〜＃ｍ）はそれぞれ利得を変化させるための制御端子６４（＃１〜＃ｍ）を有しており、これらの端子には制御回路３６からの制御信号がそれぞれ供給される。
【００５６】
このように本実施形態では、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性が得られるように各チャネルの光増幅器６２の利得が制御される。
尚、この実施形態では、光カプラ３２及び／又はスペクトルモニタ３４の偏波依存性による制御誤差をなくすために、光カプラ３２とスペクトルモニタ３４の間に偏波スクランブラ６６を設けている。
【００５７】
図１１は図１０の各光増幅器６２として用いることができる光増幅器のブロック図である。
この光増幅器は、第１端６８Ａ及び第２端６８Ｂを有するドープファイバ６８と、ポンプ光を出力するポンプレーザダイオード（ポンプＬＤ）７０と、ポンプ光を第２端６８Ｂからドープファイバ６８へ供給するための光カプラ７２とを備えている。
【００５８】
増幅すべきＷＤＭ信号光の波長が１．５５μｍ帯にある場合、ドープファイバ６８のドーパントとしてはＥｒ（エルビウム）が適しており、この場合ポンプ光の波長としては０．９８μｍ帯又は１．４８μｍ帯が有力である。
【００５９】
ドープファイバ６８がポンプ光によりポンピングされている状態で、ＷＤＭ信号光が光アイソレータ７４を介して第１端６８Ａからドープファイバ６８へ供給されると、ドープファイバ６８内においてＷＤＭ信号光が増幅される。
【００６０】
増幅されたＷＤＭ信号光は、光カプラ７２及び光アイソレータ７６をこの順に通ってこの光増幅器から出力される。
この光増幅器の利得はポンプＬＤ７０が出力するポンプ光のパワーに依存するので、制御端子６４に入力した制御信号によってポンプＬＤ７０のバイアス電流が調整されるようにするとよい。
【００６１】
光カプラ７２としては、カップリング比が波長に依存するＷＤＭカプラを用いることができる。
図示された例では、光カプラ７２をドープファイバの第２端６８Ｂに接続してＷＤＭ信号光とポンプ光とがドープファイバ６８内を逆方向に伝搬するようにしている。即ちバックワードポンピングである。
【００６２】
ポンプ光源をドープファイバの第１端６８Ａに動作的に接続してＷＤＭ信号光及びポンプ光がドープファイバ６８内を同方向に伝搬するようにし、フォワードポンピングを行うようにしてもよい。
【００６３】
また、２台のポンプ光源を用いて双方向ポンピングを行ってもよい。
図１２はスペクトルモニタの第３実施形態を示すブロック図である。このスペクトルモニタは図５等におけるスペクトルモニタ３４として用いることができる。
【００６４】
このスペクトルモニタは、ＷＤＭ信号光を受け各チャネルの信号光ビームの波長λ１〜λｍをそれぞれ有する複数の光成分を抽出する光デマルチプレクサ７８と、各光成分を光／電気変換するＯ／Ｅコンバータ８４（＃１〜＃ｍ）とを備えている。
【００６５】
光デマルチプレクサ７８は、１×ｍ光カプラ８０と、光カプラ８０及びＯ／Ｅコンバータ８４（＃１〜＃ｍ）との間にそれぞれ接続される光帯域通過フィルタ８２（＃１〜＃ｍ）とからなる。
【００６６】
光帯域通過フィルタ８２（＃１〜＃ｍ）の通過帯域の中心波長はそれぞれλ１〜λｍに設定されている。
この構成によると、例えば図８の（Ａ）に示される各チャネルのスペクトルピークのパワーに対応したＯ／Ｅ変換器８４（＃１〜＃ｍ）の出力信号を得ることができるので、これらの信号に基づいてＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることができる。
【００６７】
尚、光マルチプレクサ７８は機能的には光マルチプレクサ１８と逆であるので、同じものを共通に使用することもできる。
光マルチプレクサ（デマルチプレクサ）としては、回折格子、レンズ及び導波路コンセントレータを用いたもの（1995年電子情報通信学会総合大会Ｂ−１１０２）やアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いたもの（1995年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会Ｃ−２２７）が知られている。
【００６８】
図１３を参照すると、本発明が適用される送信局の第４実施形態が示されている。ここでは、簡単な光学部品を有する特殊なスペクトルモニタ８６がこれまでに説明されたスペクトルモニタ３４に代えて設けられている。
【００６９】
このスペクトルモニタ８６の使用を可能にするために、光送信機１２（＃１〜＃ｍ）には、各々の出力する信号光ビームを互いに異なる周波数ｆ１〜ｆｍのトーン信号により変調するための発振器８８（＃１〜＃ｍ）が設けられている。
【００７０】
トーン信号の周波数ｆ１〜ｆｍは各光変調器１６における主信号によるキャリア光の変調に悪影響を与えないために、各主信号の周波数よりも十分低い周波数に設定される。
【００７１】
ここでは各トーン信号によりレーザダイオード１４のバイアス電流が変調されるようにしているが、主信号用の光変調器１６とは別にトーン信号用の光変調器を付加してもよいし、或いは、光変調器１６に供給される主信号にトーン信号を重畳してもよい。
【００７２】
図１４を参照すると、スペクトルモニタの第４実施形態が示されている。このモニタは図１３のスペクトルモニタ８６として用いることができる。
このスペクトルモニタは、受けたＷＤＭ信号光を光／電気変換するＯ／Ｅコンバータ９０と、Ｏ／Ｅコンバータ９０の出力信号から各トーン信号の周波数成分を抽出する検波回路９２とを備えている。
【００７３】
検波回路９２は、Ｏ／Ｅ９０の出力信号がそれぞれ供給される帯域通過フィルタ９４（＃１〜＃ｍ）と、これらの後に設けられる振幅検出器９６（＃１〜＃ｍ）とを有している。
【００７４】
帯域通過フィルタ９４（＃１〜＃ｍ）の通過帯域の中心周波数はそれぞれ各チャネルのトーン信号の周波数ｆ１〜ｆｍに設定されている。
ＷＤＭ信号光において或るチャネルのスペクトルピークに注目すると、そのスペクトルピークの値は重畳されているトーン成分の振幅に比例する。従って、このような検波回路９２の各チャネルの出力信号に基づいて制御回路３６（図１３参照）が動作することによって、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることができる。
【００７５】
検波回路９２に代えて通常の同期検波回路を用いることもできる。この場合、Ｏ／Ｅ変換器９０の出力信号はｍ台のミキサ（図示せず）に供給される。各ミキサに供給する参照信号としては、図１３の発振器８８（＃１〜＃ｍ）からのトーン信号をそのまま用いることができる。
【００７６】
以上説明した送信局の各実施形態においては、主信号による変調に光変調器１６を用いているが、光変調器１６によらずにレーザダイオード１４の直接変調を採用してもよい。
【００７７】
図１５及び図１６はそれぞれ本発明の光パワー制御装置の第１及び第２実施形態を示すブロック図である。図１５は図９の構成から光送信機１２（＃１〜＃ｍ）を取り外した状態に対応しており、図１６は同様に図１０に対応している。
【００７８】
各図において、符号２６Ａは光コネクタ２６（＃１〜＃ｍ）の半部材を示している。
送信局が大規模になる場合、光送信機はそれぞれ別の場所（例えばある架における別の棚或いは別の架）に配置されるので、着脱可能な光コネクタに適用される本発明の光パワー制御装置は有用である。尚、光パワー制御装置の動作については、本発明が適用される送信局の動作において詳細に説明してあるので、その説明を省略する。
【００７９】
図１７を参照すると、本発明を適用可能な他のシステムが示されている。このシステムは、第１の端局９８と、第２の端局１００と、端局９８及び１００間に敷設される２回線（１０２Ａ及び１０２Ｂ）を含む光伝送路１０２とを備えている。
【００８０】
光伝送路１０２の途中には複数の光中継器１０４が設けられている。各光中継器１０４は、回線１０２Ａに適合する光増幅器１０６と回線１０２Ｂに適合する光増幅器１０８とを有している。
【００８１】
第１の端局９８はＷＤＭ信号光を出力する光送信装置１１０を有している。光送信装置１１０は、例えば、図２に示される構成と光パワー制御回路１１２とを有している。
【００８２】
光パワー制御回路１１２は、光送信装置１１０が出力するＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性を制御するためのものであり、例えば図９の複数の光アッテネータ５８或いは図１０の複数の光増幅器６２を含んで構成される。光アッテネータ或いは光増幅器を含まずに各チャネルの光源のパワーが制御されてもよい。
【００８３】
光送信装置１１０が出力したＷＤＭ信号光は、回線１０２Ａ及び光増幅器１０６を通って第２の端局１００へ送られる。
端局１００は送られてきたＷＤＭ信号光を受ける光受信装置１１４を有している。光受信装置１１４には電気ＳＮＲモニタ１１６が接続されており、ＷＤＭ信号光における光ＳＮＲに対応する電気ＳＮＲがチャネル毎に測定される。電気ＳＮＲモニタ１１６としては、市販されているＱ値（クオリティファクター）モニタを用いることができる。
【００８４】
第２の端局１００は信号光（ＷＤＭ信号光が望ましいがそれには限定されない）を出力する光送信装置１１８を更に有している。この信号光は回線１０２Ｂ及び光増幅器１０８により第１の端局９８へ送られる。
【００８５】
第１の端局９８は送られてきた信号光を受けるための光受信装置１２０を有している。
第２の端局１００は、電気ＳＮＲモニタ１１６によってモニタリングされたＳＮＲに関する監視信号を生成する監視制御装置１２２を有している。監視信号は例えば光送信装置１１８において信号光に重畳され、第１の端局９８へ送られる。
【００８６】
第１の端局９８では、光受信装置１２０が受けた信号光に基づき或いは光受信装置１２０が出力する電気信号に基づき、監視制御装置１２４が送られてきた監視信号を再生する。そしてこの監視信号に基づき光パワー制御回路１１２がＷＤＭ信号光におけるパワーの相対性を制御する。
【００８７】
監視制御装置１２４及び光パワー制御回路１１２は、例えば、第２の端局１００が受けるＷＤＭ信号光の各チャネルのＳＮＲが等しくなるように、光送信装置１１０においてプリエンファシスを行う。このようなプリエンファシスは、前述した理由により光増幅器１０６がＥＤＦＡである場合に特に有効である。
【００８８】
一般に、第１の端局９８と第２の端局１００は遠隔地にあるため、本発明が適用されるこのシステムはプリエンファシス等における調整の円滑化に対して極めて効果的である。即ち、光送信装置１１０からのＷＤＭ信号光が自回線１０２Ａを通って第２の端局１００へ送られ、その結果判明するＳＮＲの劣化に関する情報を他回線１０２Ｂにより第１の端局９８へ転送するようにしているので、第１の端局９８においてプリエンファシスを容易に行うことができるものである。
【００８９】
また、第１の端局９８の監視制御装置１２４にコンピュータを適用することにより、プリエンファシスの自動化が可能になる。コンピュータは送られてきた監視信号に基づき光送信装置１１０が出力するＷＤＭ信号光において最適なパワーの相対性が得られるような各チャネルの信号光ビームのパワーを算出する。そしてそのパワーの算出値に基づいて各チャネルの光送信機が制御される。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ＷＤＭ信号光における所望のパワーの相対性を得ることができるシステム又は装置の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なシステムのブロック図である。
【図２】送信局の従来例を示すブロック図である。
【図３】伝送前後のスペクトルの変化の例を示す図である。
【図４】プリエンファシスを行った場合の伝送前後のスペクトルの変化を示す図である。
【図５】送信局の第１実施形態を示すブロック図である。
【図６】スペクトルモニタの第１実施形態を示す図である。
【図７】スペクトルモニタの第２実施形態を示す図である。
【図８】制御回路の動作の説明図である。
【図９】送信局の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１０】送信局の第３実施形態を示すブロック図である。
【図１１】光増幅器のブロック図である。
【図１２】スペクトルモニタの第３実施形態を示す図である。
【図１３】送信局の第４実施形態を示すブロック図である。
【図１４】スペクトルモニタの第４実施形態を示すブロック図である。
【図１５】光パワー制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図１６】光パワー制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１７】本発明を適用可能な他のシステムのブロック図である。
【符号の説明】
２  送信局
４  光ファイバ伝送路
６  受信局
８，６２，１０６，１０８  光増幅器
１０，１０４  光中継器
１２  光送信機
１８  光マルチプレクサ
３４，８６  スペクトルモニタ
３６  制御回路
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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