(57)【要約】【課題】信号間ラマン利得の傾斜補償に伴う光強度の変化を補償可能なＷＤＭ信号光中継装置を実現する。【解決手段】ＷＤＭ信号光中継装置に、(1) ＷＤＭ信号光に任意の傾斜を付与する傾斜補償部、(2) 前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与するレベル補償部、(3) 前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量と、前記ＷＤＭ信号光とは異なる監視光の受信強度の各モニタ値を定常時に基準値として記憶する基準情報記憶部、(4) 付与する傾斜量が前記傾斜モニタで監視された傾斜量を打ち消すように調整する制御部、(5) 前記傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視される受信強度のそれぞれについて前記基準値からの変化量を算出して前記ＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する強度変化推定部、(6) 算出された強度変化量を打ち消すように前記レベル補償部の損失又は利得を調整するレベル調整部を設ける。【選択図】図４
2014229913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＤＭ信号光に任意の傾斜を付与する傾斜補償部と、
前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与するレベル補償部と、
前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量を監視する第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と、前記ＷＤＭ信号光とは異なる監視光の受信強度を監視する監視光モニタで監視された受信強度とを定常時に基準値として記憶する基準情報記憶部と、
前記傾斜補償部が付与する傾斜量が前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量を打ち消すように調整する傾斜補償制御部と、
前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視される受信強度のそれぞれについて前記基準情報記憶部で記憶された基準値からの変化量を算出して前記ＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する強度変化推定部と、
前記強度変化推定部が算出した強度変化量を打ち消すように前記レベル補償部の損失又は利得を調整するレベル調整部と
を有するＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルに任意の傾斜を付与する機能と、前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与する機能とを有する傾斜レベル補償部を、前記傾斜補償部と前記レベル補償部に代えて有する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記傾斜レベル補償部が、前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルに任意の波長を回転軸として任意の傾斜を付与する機能を有し、
前記強度変化推定部が、前記ＷＤＭ信号光の波長数の変動前後で強度が等しい波長を回転軸波長として算出し、
前記傾斜レベル補償部は、傾斜の回転軸として使用する波長として、前記強度変化推定部が算出した前記回転軸波長を使用する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記基準情報記憶部は、一定の時間間隔で前記第１の傾斜モニタで定期的に監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視された受信強度を記憶する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記基準情報記憶部は、前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視された受信強度の長時間平均値をそれぞれ記憶する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記第１の傾斜モニタは、前記傾斜補償部の前段側に配置される
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記傾斜補償部が補償した光スペクトルの傾斜を観測し、前記傾斜補償制御部及び/又は前記第１の傾斜モニタに伝達する第２の傾斜モニタを更に有し、
前記傾斜補償制御部が、前記第２の傾斜モニタで観測される残留傾斜が無くなるように、前記傾斜補償部の傾斜を再調整し、前記第１の傾斜モニタが観測する傾斜量の誤差を補正する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記第１の傾斜モニタは、前記傾斜補償部の後段側に配置される
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項９】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記レベル補償部が補償したＷＤＭ信号光の強度を観測して前記レベル調整部に伝達する強度モニタを更に有し、
前記レベル調整部が、前記強度モニタで観測される残留波長チャネルの強度が一定になるように前記レベル補償部の損失又は利得を再調整する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のＷＤＭ信号光中継装置において、
前記レベル補償部が補償したＷＤＭ信号光の強度を観測して前記強度変化推定部に伝達する強度モニタを更に有し、
前記強度変化推定部が、強度変化量の計算式の誤差を補正する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光中継装置。
【請求項１１】
光伝送路に対して多段接続されたＷＤＭ信号光中継装置で構成されるＷＤＭ信号光中継システムにおいて、
前記ＷＤＭ信号光中継装置は、
ＷＤＭ信号光に任意の傾斜を付与する傾斜補償部と、
前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与するレベル補償部と、
前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量を監視する第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と、前記ＷＤＭ信号光とは異なる監視光の受信強度を監視する監視光モニタで監視された受信強度とを定常時に基準値として記憶する基準情報記憶部と、
前記傾斜補償部が付与する傾斜量が前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量を打ち消すように調整する傾斜補償制御部と、
前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視される受信強度のそれぞれについて前記基準情報記憶部で記憶された基準値からの変化量を算出して前記ＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する強度変化推定部と、
前記強度変化推定部が算出した強度変化量を打ち消すように前記レベル補償部の損失又は利得を調整するレベル調整部と
を有するＷＤＭ信号光中継システム。
【請求項１２】
ＷＤＭ信号光に任意の傾斜量を付与する処理と、
前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与する処理と、
前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量を監視する第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と、前記ＷＤＭ信号光とは異なる監視光の受信強度を監視する監視光モニタで監視された受信強度とを定常時に基準値として基準情報記憶部に記憶する処理と、
前記付与する傾斜量が前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量を打ち消すように調整する処理と、
前記第１の傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視される受信強度のそれぞれについて前記基準情報記憶部で記憶された基準値からの変化量を算出して前記ＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する処理と、
算出された前記強度変化量を打ち消すように前記ＷＤＭ信号光に付与する損失又は利得を調整する処理と
を有するＷＤＭ信号光中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重（以下「ＷＤＭ」という）伝送において波長数が変動した際に生じる信号間ラマン利得の高速変化を補償する傾斜変化補償器を備えるＷＤＭ信号光中継装置及び方法に関する。また、複数段のＷＤＭ信号光中継装置で構成されるＷＤＭ信号光中継システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光増幅中継システムにおいては、伝送容量を増加するために、異なる波長をもつ複数の信号光（波長チャネル）を多重し、これを１本の光ファイバ伝送路を通じて伝送するＷＤＭ伝送が一般的に利用される。現在では、中継局で任意の波長チャネルを分岐・挿入できるように拡張されたＯＡＤＭ（光挿入分岐多重）システムやＲＯＡＤＭ（再構築可能光挿入分岐多重）システムも広く導入されている。
【０００３】
図１に、ＷＤＭ伝送システムの概略構成を示す。ＷＤＭ伝送システムは、送信局１と、受信局２と、中継局３と、これらの間を接続する光ファイバ伝送路４とで構成される。ＯＡＤＭシステムやＲＯＡＤＭシステムでは、中継局３として、波長チャネル毎に挿入又は分岐が可能なＯＡＤＭノードやＲＯＡＤＭノードが用いられる。
【０００４】
ＷＤＭ伝送システムにおいては、光ファイバ伝送路４で信号間ラマンと呼ばれる現象が生じることが知られている。この現象は、波長多重されたＷＤＭ信号光を光ファイバに入力した際に、短波長側の信号光から長波長側の信号光に光パワーが移る現象である。信号間ラマンにより、光ファイバ伝搬後の光スペクトルには、傾斜（チルト）が付いてしまう。
【０００５】
図２を用いて信号間ラマンを説明する。図中、（ａ）は、信号間ラマン増幅が生じる前（光ファイバ伝搬前）の光スペクトルの例を示している。（ｂ）は、光ファイバ伝搬中に信号間ラマン増幅が生じなかった場合の光スペクトルの例を示している。信号間ラマン増幅が生じない場合には、光ファイバにおける伝搬損失の影響により、光スペクトル全体の光強度が一様に低下している。
【０００６】
図中、（ｃ）は、信号間ラマン増幅が生じた場合における光ファイバ伝搬後の光スペクトルの例を示している。（ｃ）に示したように、信号間ラマン増幅が生じた場合、光スペクトル全体の光強度が光ファイバにおける伝搬損失の影響で低下するだけでなく、波長軸に対して傾斜（チルト）がつく。この傾斜は、ＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路４を伝搬するたびに累積する。結果的に、短波長側の信号光（例えば図中のλ１）の受信パワーが低下する一方、長波長側の信号光（例えば図中のλ５）で生じる非線形ペナルティが増加する。
【０００７】
図３に、波長数が異なるＷＤＭ信号光における光ファイバ伝搬後の光スペクトルを示す。（ａ）は波長数が５波の場合、（ｂ）は３波の場合、（ｃ）は２波の場合である。図示したように、波長数が少ないほど、信号間ラマン増幅による傾斜（チルト）が小さくなることが分かる。この理由は、各波長チャネルが信号間ラマン増幅の励起光や被増幅光であり、光ファイバに入力する波長数が変わると信号間ラマン増幅の大きさが変わるためである。光ファイバを伝搬するＷＤＭ信号光の波長数は、波長チャネルの増減、ＯＡＤＭノードにおける経路の切替え、光送受信器の故障、光ファイバの断線などによって変化する。これらの原因に起因して、光ファイバ伝送路４の下流側に出現する光スペクトルの傾斜が変化し、受信パワーが光受信器の受信可能範囲を逸脱するなどの問題が発生する。
【０００８】
現在、この信号間ラマン増幅によって生じる傾斜やその変化を補償する方式が提案されている。例えば特許文献１（特開２００７−２８６７３号公報）に記載の方式が提案されている。特許文献１には、(1) ＳＲＳ（Stimulated Raman Scattering：誘導ラマン散乱）によって発生する利得の傾きを出力パワーの検出結果から検出し、アンプ利得の傾斜が検出された傾きとは逆の傾きを持つようにアンプ利得を制御し、各波長利得の平坦化を図ること、(2) 光パワー検出回路で検出されたトータル光出力パワーに基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値を補正回路が求め、この補正値に基づいて、下流側に位置する光伝送路におけるＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御回路が制御することにより、次段の光増幅装置の入力端における各波長の利得を均一化し、利得波長特性の平坦化を図ることが記載されている。すなわち、特許文献１は、光増幅器の利得に応じてその利得傾斜が変化することを利用し、光ファイバ伝送路で生じる傾斜（チルト）を検出し、光増幅器の利得傾斜がこの傾斜（チルト）と相反するように、光増幅器の入力レベルを可変光減衰器で調整する方式を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２８６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の方式によれば、高速な傾斜変化を抑えることができる。しかし、光増幅器の利得制御を利用するため、その応答速度（数100マイクロ秒）より高速な傾斜（チルト）変化が生じた場合、これを抑えることが難しい。例えばＯＡＤＭノードの入力ファイバの断線や挿抜時には、100マイクロ秒以下のオーダーの速度で波長数が変動するが、特許文献１の方式では、信号間ラマン利得の高速かつ過渡的な傾斜変化を補償することができない。さらに、特許文献１の方式は、傾斜補償に伴う光強度の変動が多段的に累積されることによる信号品質の低下の影響が考慮されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例としてのＷＤＭ信号光中継装置は、(1) ＷＤＭ信号光に任意の傾斜を付与する傾斜補償部と、(2) 前記ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を付与するレベル補償部と、(3) 前記ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量を監視する傾斜モニタで監視された傾斜量と、前記ＷＤＭ信号光とは異なる監視光の受信強度を監視する監視光モニタで監視された受信強度とを定常時に基準値として記憶する基準情報記憶部と、(4) 前記傾斜補償部が付与する傾斜量が前記傾斜モニタで監視された傾斜量を打ち消すように調整する傾斜補償制御部と、(5) 前記傾斜モニタで監視された傾斜量と前記監視光モニタで監視される受信強度のそれぞれについて前記基準情報記憶部で記憶された基準値からの変化量を算出して前記ＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する強度変化推定部と、(6) 前記強度変化推定部が算出した信号光の強度変化量を打ち消すように前記レベル補償部の損失又は利得を調整するレベル調整部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、信号間ラマン利得の高速かつ過渡的な傾斜変化であっても確実に補償できるだけでなく、傾斜補償に伴う光強度の変動についても補償することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＷＤＭ伝送システムの概略構成例を示す図。
【図２】光ファイバによる伝搬前後の光スペクトルの関係を説明する図。
【図３】波長数に応じた光ファイバ伝搬後の光スペクトルの関係を説明する図。
【図４】実施例１に係る傾斜変化補償器の構成を示す図。
【図５】傾斜補償によって光スペクトルの平均強度がずれる様子を説明する図。
【図６】実施例２に係る傾斜変化補償器の構成を示す図。
【図７】実施例３に係る傾斜変化補償器の構成を示す図。
【図８】各実施例に係る傾斜変化補償器を搭載する中継装置の構成例を示す図。
【図９】実施例に係る中継装置を用いるＷＤＭ伝送システムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の態様は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。以下では、信号間ラマン利得の傾斜変化を補償する傾斜変化補償器の実施例を説明する。ここでの傾斜変化補償器は、ＷＤＭ伝送システムを構成するＷＤＭ信号光中継装置（例えば図１の中継局３）に実装される。
【００１５】
［実施例１］
図４に、本実施例に係る傾斜変化補償器１００の構成例を示す。傾斜変化補償器１００は、ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜量を監視する傾斜モニタ１０１と、ＷＤＭ信号光に任意の傾斜を付与する傾斜補償部１０２と、ＷＤＭ信号光に任意の損失又は利得を与えるレベル補償部１０３と、ＷＤＭ信号光とは別の監視光の受信強度を監視する監視光モニタ１０４と、傾斜モニタ１０１で監視された傾斜量と監視光モニタ１０４で監視された受信強度を定常時に基準値として記憶する基準情報記憶部１０５と、傾斜補償部１０２が付与する傾斜量が、傾斜モニタ１０１で監視された傾斜量を打ち消すように調整する傾斜補償制御部１０６と、傾斜モニタ１０１で監視された傾斜量と監視光モニタ１０４で監視される受信強度のそれぞれについて基準情報記憶部１０５で記憶された基準値からの変化量を算出してＷＤＭ信号光の強度変化量を算出する強度変化推定部１０７と、強度変化推定部１０７が算出した強度変化量を打ち消すようにレベル補償部１０３の損失又は利得を調整するレベル調整部１０８とで構成される。
【００１６】
ここで、監視光は、光ファイバ伝送路４（図１）の断線チェックやノード間での通信を目的として、ＷＤＭ信号光とは別に光ファイバ伝送路４の入出力端に挿入される伝送レートの低い光信号である。すなわち、監視光は、ＷＤＭ信号光と同じ光ファイバ伝送路４を通じて伝搬される。一般に、監視光は、ＷＤＭ信号帯域の外側に挿入されるが、ＷＤＭ信号帯域内に挿入されることもある。このように、監視光は、ＷＤＭ信号光に波長多重されて光ファイバ伝送路を伝搬するため、監視光も信号間ラマン増幅に寄与するのと同時に、その影響を受ける。
【００１７】
本構成により、ＷＤＭ信号光の光スペクトルの傾斜は、傾斜補償部１０２によって平坦に補償され、光ファイバ伝送路４と傾斜補償部１０２における傾斜変化によって生じる波長チャネルの信号光強度の変化がレベル補償部１０３で補償される。
【００１８】
ところで、レベル補償部１０３で補償される波長チャネルの信号光強度の変化は、光スペクトルにおいて全波長チャネルの平均強度と強度が一致する波長（以下「重心波長」という）が、傾斜（チルト）の大きさと波長チャネルの配置（波長配置）に応じて変化することに起因して生じる。
【００１９】
傾斜（チルト）の大きさによる重心波長の変化を、前述の図３を用いて説明する。図中、（ｃ）は光スペクトルの傾斜が小さい場合であり、この場合、重心波長λＭは信号帯域の中心近くに位置している。（ｂ）は（ｃ）よりも光スペクトルの傾斜が大きく、（ａ）は（ｂ）よりも光スペクトルの傾斜が大きい例を示している。図３からは、光スペクトルの傾斜が大きくなるのに従って、重心波長λＭが長波長側にシフトすることが分かる。また、重心波長λＭよりも長波長側に位置する信号光が無くなれば、重心波長λＭは直前状態よりも短波長側にシフトすることが容易に推定される。このため、重心波長λＭは光スペクトルの傾斜量だけでなく、波長チャネルの配置（波長配置）によっても変化することが分かる。
【００２０】
光スペクトルの傾斜を補償する場合、重心波長λＭを回転軸として逆向きの傾斜を光スペクトルに加えなければならない。しかし、重心波長λＭは、前述の通り、傾斜の大きさだけでなく、波長配置によっても変化する。このため、重心波長λＭの特定は難しい。
【００２１】
傾斜補償部１０２を構成する光デバイスには、例えば光増幅器や干渉計を利用することができる。前者は、利得の変化を通じ、利得傾斜を調整する。後者は、光路長差の変更を通じて、透過スペクトルのＦＳＲ（Free. Spectral Range）を調整し、これを利用して傾斜を補償する。ただし、100マイクロ秒以下のオーダーでの高速な傾斜補償を実現するには、これら光デバイスの高速化が必要となる。この他、傾斜補償部１０２には、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）偏光変調器と複屈折結晶を用いて構成される傾斜補償器を使用することができる。この種の傾斜補償器の場合、マイクロ秒以下のオーダーでの高速な傾斜補償が可能である。
【００２２】
なお一般には、光スペクトルの傾斜の回転軸を与える波長が固定される。このため、傾斜補償部１０２によって光スペクトルの平坦性を補償する場合には、この回転軸（普通は信号帯域の中心）と重心波長のずれによって全波長チャネルの平均強度にずれが生じる。図５を用い、傾斜補償によって平均強度がずれる様子を説明する。図中、（ａ）は、光スペクトルの傾斜が大きいＷＤＭ信号光を表している。この場合、その重心波長λＭは、傾斜補償部１０２の回転軸のある波長（以下「回転軸波長」という）λＣと大きくずれている。（ｂ）は、この光スペクトルの平坦性を傾斜補償部１０２で補償した結果を示す。回転軸波長λＣを中心に傾きが補償されるため、この回転軸波長λＣの強度に、他の波長チャネルの強度が揃えられている。その結果、全波長チャネルの平均強度が補償前後で異なっている。この平均強度の誤差は、光ファイバ伝送路４を通過する度に累積する。例えば１スパンの光ファイル伝送路４で生じる平均強度の誤差が0.3dBの場合でも、光ファイバ伝送路４を10スパン通過すると総誤差は3dBに拡大し、信号レベルの低下に伴うOSNR（Optical Signal-to-Noise Ratio：光信号雑音比）の低下や信号レベルの増加に伴う非線形劣化の増加によって信号品質が低下してしまう。
【００２３】
一方、（ｃ）のように、光スペクトルの傾斜が小さく、かつ、波長配置に偏りがないＷＤＭ信号光の場合、重心波長λＭは信号帯域の中心、すなわち回転軸波長λＣに近くなる。この光スペクトルの平坦性を傾斜補償部１０２で補償した結果を（ｄ）に示す。この場合には、回転軸波長λＣを中心に傾きが補償されるため、この回転軸波長λＣの強度に対して他の波長チャネルの強度が揃えられる。ところが、回転軸波長λＣは重心波長λＭとほぼ等しいため、全波長チャネルの平均強度が傾斜補償の前後でほとんど変わらない。
【００２４】
このため、例えば入力ファイバの断線や挿抜時のために波長数が変動した場合、すなわち光ファイバ伝搬後の光スペクトルが（ａ）から（ｃ）に変わった場合、傾斜補償部１０２で傾斜が補償された後の光スペクトルは（ｂ）から（ｄ）に変化する。つまり、全波長チャネルの平均強度が持ち上がってしまう。
【００２５】
この強度ずれの大きさを計算するために、基準情報記憶部１０５と強度変化推定部１０７を使用する。基準情報記憶部１０５には、波長数が変動する前の定常運用時において、傾斜モニタ１０１から得られる傾斜情報と、監視光モニタ１０４から得られる監視光の受信強度とが基準情報として記憶されている。このため、強度変化推定部１０７は、波長数が変動する前の光スペクトルを絶対値として推定することができる。ここでの基準情報は、波長数変動前の定常運用時の光スペクトルの傾斜と監視光の受信強度、又はそれらに準ずるものであれば、その取得方法は問わない。例えば基準情報は、事前に設定されたある一定のインターバルに従って、伝送運用中に定期的に取得しても良いし、伝搬運用中に長時間に亘って取得された光スペクトルの平均値を用いても良い。このように、定常時に取得された基準情報だけでなく、一定のインターバル毎に取得された値又は長時間平均値を用いれば、伝搬中における基準情報のずれを防止して補償精度を高めることができる。
【００２６】
強度変化推定部１０７は、基準情報記憶部１０５から波長数が変動する前の光スペクトルの傾斜Ｔ０（dB/nm）と監視光の受信強度Ｒ０（dBm）を取得し、監視光の波長λ０（nm）と傾斜補償部１０２の回転軸波長λＣ（nm）から波長数変動前の回転軸波長における光強度Ｐ０（dBm）を以下の式で算出する。なお、回転軸波長λＣ（nm）は、設定値として強度変化推定部１０７に事前に与えられているものとする。
【００２７】
［式１］
P0 ＝ R0 ＋ (λC − λ0) T0
【００２８】
また、実時間における光スペクトルの傾斜Ｔ（dB/nm）と監視光の受信強度Ｒ（dBm）をそれぞれ傾斜モニタ１０１と監視光モニタ１０４から取得し、傾斜補償部１０２の回転軸波長λＣ（nm）における光強度Ｐ（dBm）を以下の式で算出する。
【００２９】
［式２］
P ＝ R ＋ (λC − λ0) T
【００３０】
この光強度Ｐと光強度Ｐ０の差分ΔＰが、傾斜補償部１０２の傾斜補償後に強度変化として残る。ここで、ΔＰ（dB）は以下の式となる。
【００３１】
［式３］
ΔP ＝ P − P0 ＝ (R − R0) ＋ (λC − λ0)(T − T0)
【００３２】
そこで、強度変化推定部１０７は、算出したΔＰをレベル調整部１０８に渡し、レベル補償部１０３で補償させる。ここで、レベル補償部１０３は、損失や利得を調整可能なデバイスであれば何れでもよい。レベル補償部１０３には、例えば可変光減衰器を利用できる。ただし、100マイクロ秒以下のオーダーでの高速な波長数変動に対応するためには高速に応答可能なデバイスを用いる必要がある。例えばＬＣ（Liquid Crystal：液晶）ベースの可変光減衰器はマイクロ秒オーダーの応答が可能である。
【００３３】
なお、傾斜モニタ１０１と監視光モニタ１０４の配置順序、傾斜補償部１０２とレベル補償部１０３の配置順序は、本実施例に係る傾斜変化補償器１００の機能に影響しないため、図４とは逆でも構わない。本実施例では、各種モニタは、原則として対応する補償器の前段側（上流側）に配置するが、補償器の後段側（下流側）に配置しても良い。対応する補償器の前段側に各種モニタを配置する場合には、前述の通り、モニタ値から算出される傾斜量や強度変化を補償するように各補償器が制御される。一方、対応する補償器の後段側に各種モニタを配置する場合には、モニタ値が目標（例えば傾斜量をモニタする場合には傾斜ゼロ（平坦））に近づくように補償器が制御される。
【００３４】
また、傾斜モニタ１０１は、光スペクトルの傾斜又はそれに準ずる量をモニタすることができれば、どのような方法を用いても良い。傾斜モニタ１０１には、例えばＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating：アレイ導波路回折格子）とＰＤ（Photo diode）アレイを用いて各波長チャネルの光強度をモニタする方法、定常運用時であればＷＤＭ信号光の平均強度と重心波長と監視光の強度と波長から傾斜量を算出する方法もある。
【００３５】
また、信号間ラマン増幅の利得傾斜Ｔ（dB/nm）の大きさが光ファイバへのトータル入力パワーＰＩＮ（Watt）に比例するため、利得傾斜Ｔ（dB/nm）は光ファイバからのトータル出力パワーＰＯＵＴ（Watt）にも比例する。この比例係数α（dB/nm/Watt）が分かる場合には、トータル出力パワーＰＯＵＴから利得傾斜Ｔを算出しても良い。ここで、比例係数αは、定常運用時に何れかの方法で取得した光スペクトルの傾斜Ｔ０（dB）と光ファイバからのトータル出力パワーＰＯＵＴ０（Watt）から以下の式で求めることができ、光ファイバからのトータル出力パワーモニタを傾斜モニタ１０１として利用することができる。
【００３６】
［式４］
α ＝ T0 / POUT0
【００３７】
また、前述の説明では、光ファイバ入力端において、各波長チャネル及び監視光の強度が等しい場合を仮定した。しかし、光ファイバ入力端で各波長チャネル及び監視光の強度が異なる場合には、その差分を補正する必要がある。その差分が予め決められている場合にはその設定値を利用して補正すればよいが、予め決まらない場合は、監視光を用いた局舎間通信などを利用して光ファイバ入力端の各波長チャネル及び監視光の強度の情報を取得すればよい。
【００３８】
また、前述の実施例では、傾斜モニタ１０１と監視光モニタ１０４のいずれもが、傾斜変化補償器１００の筐体内に内蔵されている場合を想定した。しかし、傾斜モニタ１０１と監視光モニタ１０４の両方又は一方は、傾斜変化補償器１００とは別の筐体に内蔵されていても良い。この場合でも、そのモニタ出力が傾斜補償制御部１０６や基準情報記憶部１０５に与えられるのであれば、前述した傾斜変化補償器１００の動作が実現される。
【００３９】
（まとめ）
本実施例に係る傾斜変化補償器１００を光伝送装置（例えば中継装置）に実装すれば、特許文献１の装置構成によっては補償することができないオーダーでの傾斜変化を確実に補償することができる。また、光スペクトルの平均強度の誤差は、光ファイバ伝送路を伝搬するたびに累積し、例えば各スパンの平均強度の誤差が0.5dBであれば10スパン通過後の誤差は10倍の5dB、20スパン通過後の誤差は20倍の10dBにも拡大するが、本実施例に係る傾斜変化補償器１００を光伝送装置（例えば中継装置）に実装すれば、各スパンにおける誤差分を補償できるため、スパン数が増加しても信号品質が低下せずに済む。
【００４０】
［実施例２］
本実施例では、信号間ラマン利得の傾斜を補償する傾斜変化補償器において、補償量の誤差を各種の補償器にフィードバックする機能をもつ傾斜変化補償器の例を説明する。図６に、本実施例に係る傾斜変化補償器２００の構成例を示す。図６では、図４との対応部分に同一符号を付して示している。以下では、本実施例に特徴的な構成部分のみを説明し、実施例１に係る傾斜変化補償器１００と共通する構成部分については基本的に説明を省略する。
【００４１】
図６に示すように、傾斜変化補償器２００の基本構成は、図４に示す傾斜変化補償器１００と同じであり、補償傾斜モニタ２０１と補償強度モニタ２０２を更に追加した構成を有している。
【００４２】
補償傾斜モニタ２０１は、傾斜補償部１０２による補償後の光スペクトルの傾斜（残留傾斜）をモニタし、モニタ値を傾斜補償制御部１０６及び傾斜モニタ１０１にフィードバックする。本実施例に係る傾斜補償制御部１０６は、補償傾斜モニタ２０１で観測された残留傾斜が無くなるように傾斜補償部１０２の傾斜を再調整する。傾斜モニタ１０１が光スペクトルの傾斜に準ずる要素を取得する場合、本実施例に係る傾斜モニタ１０１は、補償傾斜モニタ２０１で観測された残留傾斜に基づいてその誤差を補正してもよい。
【００４３】
補償強度モニタ２０２は、レベル補償部１０３で補償されたＷＤＭ信号光の強度をモニタしてレベル調整部１０８と強度変化推定部１０７にフィードバックする。本実施例に係るレベル調整部１０８は、補償強度モニタ２０２で観測された残留波長チャネルの強度が一定になるように、レベル補償部１０３の損失又は利得を調整する。また、本実施例に係る強度変化推定部１０７は、補償強度モニタ２０２で観測された残留波長チャネルの強度変化に基づいて、ΔＰの計算式の誤差を補正する。例えば監視光の受光感度の精度が低ければ、監視光の受光強度に関する演算項R−R０を補正すればよい。
【００４４】
本実施例に係る傾斜変化補償器２００を光伝送装置（例えば中継装置）に実装すれば、傾斜変化補償器１００を構成する各種モニタや補償部に誤差があったとしても、補償量を適正値に調整することができる。
【００４５】
［実施例３］
本実施例では、光スペクトルの傾斜と強度の両方を調整可能な傾斜レベル補償部を備えた傾斜変化補償器の例を説明する。なお、本実施例は、実施例１に係る傾斜変化補償器１００に対しても同様に適用することができる。
【００４６】
図７に、本実施例に係る傾斜変化補償器３００の構成例を示す。図７では、図６との対応部分に同一符号を付して示している。以下では、本実施例に特徴的な構成部分のみを説明し、実施例２に係る傾斜変化補償器２００と共通する構成部分については基本的に説明を省略する。
【００４７】
本実施例に係る傾斜変化補償器３００は、傾斜変化補償器２００（図６）における傾斜補償部１０２（図６）とレベル補償部１０３（図６）に代えて、これら２つの機能の両方を実現する傾斜レベル補償部３０１を使用する。このため、傾斜レベル補償部３０１は、傾斜補償部１０２における回転軸波長λＣを調整可能な光デバイスと、任意の損失又は利得を付加する付加部とを備えている。
【００４８】
傾斜レベル補償部３０１には、例えば光路長差と位相差を変更することにより透過スペクトルのＦＳＲと中心波長とを調整できる干渉計を利用することができる。ただし、100マイクロ秒以下のオーダーで高速に傾斜補償を行うためには、これらのデバイスの高速化が必要となる。この他、マイクロ秒以下のオーダーで動作する傾斜レベル補償部３０１として、ＬＮ偏光変調器と複屈折結晶を用いて作られた傾斜補償部にＬＮ光強度変調器を結合したデバイスを使用することができる。
【００４９】
傾斜レベル補償部３０１が回転軸波長λＣを調整する場合、強度変化推定部１０７は、強度変化量ΔＰの代わりに、新たな回転軸波長λ’Ｃを算出する。新たな回転軸波長λ’Ｃは、波長数の変動前後で強度の変わらない波長であり、以下の式で算出される。
【００５０】
［式５］
λ’Ｃ ＝ λ0 ＋ (R −R0)/(T0 − T)
【００５１】
また、レベル調整部１０８は、傾斜レベル補償部３０１の回転軸波長を、強度変化推定部１０７で算出された回転軸波長λ’Ｃに設定する。
【００５２】
本実施例に係る傾斜変化補償器３００を光伝送装置に実装すれば、傾斜補償部１０２とレベル補償部１０３のそれぞれを別のデバイスとして用意する必要がなくなるため、用品管理のコスト削減や傾斜変化補償器の小型化が実現可能となる。
【００５３】
［実施例４］
前述の実施例においては、傾斜変化補償器１００（図４）、２００（図６）、３００（図７）の個々の構成について説明したが、これらの傾斜変化補償器は、光増幅器や光スイッチなどと共にＷＤＭ信号光伝送システムの中継装置に組み込まれる。
【００５４】
図８に、中継装置８０１の構成例を示す。中継装置８０１は、前述の実施例で説明した構成の傾斜変化補償器８１１と、光スイッチ８１２と、光増幅器８１３で構成される。本実施例の場合、光スイッチ８１２は合分波機能を搭載し、ＷＤＭ信号光を構成する波長チャネル毎に経路を選択する。光増幅器８１３は、入力されるＷＤＭ信号光を光増幅して出力する。因みに、中継装置８０１には、光スイッチ８１２を搭載しない構成でも良い。
【００５５】
中継装置８０１に傾斜変化補償器８１１を組み込む際には、傾斜変化補償器８１１の内部に光増幅器８１３及び／又は光スイッチ８１２を一体的に組み込む構成を採用しても良い。傾斜変化補償器８１１の筐体内に光増幅器８１３及び光スイッチ８１２を組み込む場合には、傾斜変化補償器８１１では、組み込まれる光デバイスの特性も含めて傾斜変化を補償することができる。
【００５６】
図９に、中継装置８０１を２段挿入したＷＤＭ信号光伝送システム９０１の構成例を示す。本実施例の場合、送信装置９１１から送信されたＷＤＭ信号光が中継装置８０１で中継され、受信装置９１２に伝搬される。図９の場合、２段の中継装置８０１で構成される部分が中継システムを構成する。本実施例に係る中継システムを採用することにより、傾斜補償に伴う光強度の変化を補償でき、従来システムのように傾斜補償に伴う光強度の変化が累積されて信号品質が低下することが無い。
【００５７】
（他の実施例）
本発明は、上述した実施例の構成に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために、一部の実施例について詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要は無い。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成に他の構成を追加し、又は、各実施例の一部構成を他の構成で置換し、又は各実施例の一部構成を削除することも可能である。
【００５８】
また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、それぞれの機能を実現するプログラムをプロセッサが解釈して実行することにより実現しても良い。すなわち、各構成等をソフトウェアにより実現しても良い。この場合、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記憶装置、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。
【００５９】
また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【００６０】
１      送信局
２      受信局
３      中継局
４      光ファイバ伝送路
１００  傾斜変化補償器
１０１  傾斜モニタ
１０２  傾斜補償部
１０３  レベル補償部
１０４  監視光モニタ
１０５  基準情報記憶部
１０６  傾斜補償制御部
１０７  強度変化推定部
１０８  レベル調整部
２００  傾斜変化補償器
２０１  補償傾斜モニタ
２０２  補償強度モニタ
３００  傾斜変化補償器
３０１  傾斜レベル補償部
８０１  中継装置
８１１  傾斜変化補償器
８１２  光スイッチ
８１３  光増幅器
９０１  ＷＤＭ信号光伝送システム
【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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