(57)【要約】【課題】本発明は、ＬバンドのＥＤＦＡにおいて、利得の波長依存性を解消することで、高速な励起電流のフィードフォワード制御による利得制御を可能にすることを目的とする。【解決手段】本願発明は、Ｌバンド（波長１５６５〜１６２５ｎｍ）の光信号を増幅するエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）において、エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）に入力側からＣバンド（波長１５３０〜１５６５ｎｍ）の光を入射する手段を備え、入力光信号の光パワーのモニタ値を用いて励起光の光パワーをフィードフォワード制御することにより、利得を調整する。【選択図】図３
2014072280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌバンド光の入力信号を増幅する増幅用光ファイバと、
Ｌバンド光の入力信号を分岐するＬバンド光分岐部と、
Ｌバンド光の入力信号パワーを測定するＬバンド光パワー測定部と、
前記Ｌバンド光を増幅するための励起光を出射する励起光源と、
前記励起光を、前記増幅用光ファイバに供給する励起光供給部と、
Ｃバンド光を、増幅用光ファイバの入力側に入射するＣバンド光入射部と、
前記Ｌバンド光の入力信号パワーに応じて、前記増幅用光ファイバに入射する励起光のパワーをフィードフォワード制御する励起光パワー制御部と、
を備える光ファイバ増幅器システム。
【請求項２】
前記励起光パワー制御部は、前記Ｌバンド光の入力信号パワーの変化に対して同一利得を得るために必要な励起光のパワーが増加し始めたときに、励起光のパワーを増加制御し、
Ｌバンド光の入力信号パワーが変化しても必要な励起光のパワーが変化しない場合には、励起光のパワーを一定値制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ増幅器システム。
【請求項３】
並列に配置された複数の前記増幅用光ファイバを備え、
各増幅用光ファイバに前記Ｌバンド光パワー測定部、前記励起光供給部及び前記Ｃバンド光入射部が備わり、
分岐比が可変であり、前記励起光パワー制御部からの指示に従って、励起光を各励起光供給部に供給する分岐比可変光カプラを備え、
前記励起光パワー制御部は、各Ｌバンド光パワー測定部で得られたパワーに基づいて、前記分岐比可変光カプラの分岐比を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ増幅器システム。
【請求項４】
前記入力信号は、ＷＤＭ信号であり、
前記励起光パワー制御部は、ＷＤＭ信号の波長数の光信号の増幅に必要な励起光のパワーと前記励起光供給部から前記増幅用光ファイバに供給される励起光のパワーとを用いて各増幅用光ファイバにおける出力レベル誤差を求め、各増幅用光ファイバにおける出力レベル誤差のうちの最大値と最小値の中間が零になるように、励起光のパワーの制御量を決めることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ増幅器システム。
【請求項５】
前記Ｃバンド光入射部は、
増幅用光ファイバの入力側に接続された光ファイバに挿入されたファイバーグレーティング又はファラデーミラー、或いは、
励起光を発生する励起光源の出射端に挿入されたＡＲコートにより、
前記増幅用光ファイバで発生したＣバンドのＡＳＥを、前記増幅用光ファイバに戻す
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器システム。
【請求項６】
Ｃバンド光を発生するＣバンド光源を備え、
前記Ｃバンド光入射部は、前記Ｃバンド光源からの出力光を、前記増幅用光ファイバの入力側に接続された光ファイバに結合させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ増幅器システム。
【請求項７】
Ｌバンド光の入力信号パワーを測定するＬバンド光パワー測定手順と、
Ｌバンド光の入力信号パワーに応じて、増幅用光ファイバに入射する励起光のパワーをフィードフォワード制御する励起光パワー制御手順と、
前記Ｌバンド光、前記励起光及びＣバンド光を前記増幅用光ファイバに入力して、前記Ｌバンド光の入力信号を増幅する増幅手順と、
を有する光ファイバ増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速利得制御が可能なＬバンド光ファイバ増幅器システムとＬバンド光ファイバ増幅器システムの高速利得制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤＣ−ｌｅｓｓ（ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ／ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｌｅｓｓ／ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｌｅｓｓ）  ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等の高機能光ノードの研究開発が盛んに進められている。図１にＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭノードの構成例を示す。ＣＤＣ−ｌｅｓｓ機能により任意の波長の光信号を任意の方路に設定できるなどの運用性が向上するが、光ノードにおける損失が増加するため、伝送距離が制限されることになる。そのため、ＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭ等においては、伝送距離制限を緩和するため小型で集積化された光増幅器システムが開発されている（例えば非特許文献１）。非特許文献１には、複数のＥＤＦＡの励起ＬＤを共用し、ＶＯＡ等の複数の光デバイスをＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に集積することが記載されている。
【０００３】
ＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭに必要とされる光アンプはＷＤＭ用の光アンプと比較すると大きな励起光が必須ではないので高額な励起ＬＤを共用化することが可能であり、装置価格の上昇を抑えることが可能になる。また、ＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭに要求される光アンプは送受信器毎に必要となるため、装置数が膨大となるが、非特許文献１に記載されるように複数の光デバイスを集積化し、複数の光アンプを集積化することにより装置全体を小さくすることが可能となる。ＰＬＣを使って複数の光アンプを集積化した場合、ＰＬＣ上に作られたＶＯＡや光カプラの分岐比を可変にすることにより励起光を調整し利得調整が可能であるが、熱光学効果を利用した石英系導波路の動作速度は、ｍｓｅｃオーダであるため、ｍｓｅｃ以下の急峻な信号レベル変動に追随できないという課題がある。
【０００４】
ＥＤＦＡの高速な利得制御に励起ＬＤのフィードフォワード制御（ＦＦ制御）が有効であることが非特許文献２に記載されている。フィードフォワード制御の場合、光アンプへの入力光パワーをモニタして、出力光パワーが目標値になるように励起ＬＤを制御するため、入力光パワーと出力光パワーの関係が励起電流に対して一意に決まる必要がある。一方ＬバンドＥＤＦＡは、０．９８μｍまたは１．４８μｍのポンプ光により発生したＣバンドのＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光がＬバンドの励起光になるため、入力信号光波長がＬバンドの短波長側か長波長側にあるかで励起の条件が異なることになる。
【０００５】
図２は、０．９８μｍ前方励起のＬバンドＥＤＦＡにおいて、利得一定（１５．５ｄＢ）のもとでの入力信号光パワーと励起電流の関係を信号光波長１５７０ｎｍと１６０７ｎｍで測定した結果である。入力信号光パワーが−３０ｄＢｍ以上で必要となる励起電流値が信号光波長で大きく異なることが分かる。励起ＬＤ電流のフィードフォワード制御の場合、信号光波長によって、励起電流の目標値が異なることになるので、高速なフィードフォワード制御ができなくなる。なお、励起電流のフィードバック制御の場合には、制御対象である出力パワーを常にモニタすることになるので信号光波長依存性の影響をうけなくなるが、制御速度が遅くなる。
【０００６】
図３は、０．９８μｍ前方励起のＬバンドＥＤＦＡにおいて、ＥＤＦＡの入射側に逆伝搬するＣバンドＡＳＥ光をファラデーミラーで、ＥＤＦに戻す構成を示している。図４は、図３の構成の場合に得られる利得一定の条件における入力信号光パワーと励起電流の関係についての測定結果である。入力光パワーが−５ｄＢｍ程度まで、信号光波長に依らず、ほぼ同じ励起電流となっていることが分かる。また、−５ｄＢｍ以上の入力の場合でも信号光波長による差は図２の結果より小さくなっていることが分かる。また、図４は図２と同じ１５．５ｄＢの利得条件であるが、励起電流値が小さくなっていることが分かる。これは、入射側に逆伝搬するＣバンドＡＳＥを戻すことにより励起効率が改善されるためである。なお、ＬバンドＥＤＦＡの励起効率を改善するためにＣバンドのＡＳＥをＥＤＦに戻す方法は、特許文献１，２に記載されている。しかしながら、同一利得条件での信号波長依存性が解消されることについての記載はない。また、高速な利得制御との関係も示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許０４１７９６６２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７７２０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ｂｏｌｓｈｔｙａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｐｌａｎａｒ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＥＤＦＡ”，  ＰＤＰ１７  ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ２００８．
【非特許文献２】Ｍ．Ｆｕｋｕｔｏｋｕ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｐｕｍｐ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ＥＤＦＡ  ｕｓｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ，”    Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｔｅｃｈ．  Ｄｉｇ．，  Ｖａｉｌ，  ＣＯ，  １９９８，  ｐｐ．  ３２〜３５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、ＬバンドのＥＤＦＡにおいて、互いに異なる波長の入力光信号の数（波長数）が変動した際の出力光信号のレベル変動幅を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明は、Ｌバンド（波長１５６５〜１６２５ｎｍ）の光信号を増幅するエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）において、エルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ）に入力側からＣバンド（波長１５３０〜１５６５ｎｍ）の光を入射する手段を備え、入力光信号の光パワーのモニタ値を用いて励起光の光パワーをフィードフォワード制御することにより、利得を調整する。
【００１１】
具体的には、本願発明に係る光ファイバ増幅器システムは、Ｌバンド光の入力信号を増幅する増幅用光ファイバと、Ｌバンド光の入力信号を分岐するＬバンド光分岐部と、Ｌバンド光の入力信号パワーを測定するＬバンド光パワー測定部と、前記Ｌバンド光を増幅するための励起光を出射する励起光源と、前記励起光を、前記増幅用光ファイバに供給する励起光供給部と、Ｃバンド光を、増幅用光ファイバの入力側に入射するＣバンド光入射部と、前記Ｌバンド光の入力信号パワーに応じて、前記増幅用光ファイバに入射する励起光のパワーをフィードフォワード制御する励起光パワー制御部と、を備える。
【００１２】
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、前記励起光パワー制御部は、前記Ｌバンド光の入力信号パワーの変化に対して同一利得を得るために必要な励起光のパワーが増加し始めたときに、励起光のパワーを増加制御し、Ｌバンド光の入力信号パワーが変化しても必要な励起光のパワーが変化しない場合には、励起光のパワーを一定値制御してもよい。
【００１３】
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、並列に配置された複数の前記増幅用光ファイバを備え、各増幅用光ファイバに前記Ｌバンド光パワー測定部、前記励起光供給部及び前記Ｃバンド光入射部が備わり、分岐比が可変であり、前記励起光パワー制御部からの指示に従って、励起光を各励起光供給部に供給する分岐比可変光カプラを備え、前記励起光パワー制御部は、各Ｌバンド光パワー測定部で得られたパワーに基づいて、前記分岐比可変光カプラの分岐比を変化させてもよい。
【００１４】
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、前記入力信号は、ＷＤＭ信号であり、前記励起光パワー制御部は、ＷＤＭ信号の波長数の光信号の増幅に必要な励起光のパワーと前記励起光供給部から前記増幅用光ファイバに供給される励起光のパワーとを用いて各増幅用光ファイバにおける出力レベル誤差を求め、各増幅用光ファイバにおける出力レベル誤差のうちの最大値と最小値の中間が零になるように、励起光のパワーの制御量を決めてもよい。
【００１５】
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、前記Ｃバンド光入射部は、増幅用光ファイバの入力側に接続された光ファイバに挿入されたファイバーグレーティングにより、前記増幅用光ファイバで発生したＣバンドのＡＳＥを、前記増幅用光ファイバに戻してもよい。
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、前記Ｃバンド光入射部は、増幅用光ファイバの入力側に接続された光ファイバに挿入されたファラデーミラーにより、前記増幅用光ファイバで発生したＣバンドのＡＳＥを、前記増幅用光ファイバに戻してもよい。
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、前記Ｃバンド光入射部は、励起光を発生する励起光源の出射端に挿入されたＡＲコートにより、前記増幅用光ファイバで発生したＣバンドのＡＳＥを、前記増幅用光ファイバに戻してもよい。
【００１６】
本願発明に係る光ファイバ増幅器システムでは、Ｃバンド光を発生するＣバンド光源を備え、前記Ｃバンド光入射部は、前記Ｃバンド光源からの出力光を、前記増幅用光ファイバの入力側に接続された光ファイバに結合させてもよい。
【００１７】
具体的には、本願発明に係る光ファイバ増幅方法は、Ｌバンド光の入力信号パワーを測定するＬバンド光パワー測定手順と、Ｌバンド光の入力信号パワーに応じて、増幅用光ファイバに入射する励起光のパワーをフィードフォワード制御する励起光パワー制御手順と、前記Ｌバンド光、前記励起光及びＣバンド光を前記増幅用光ファイバに入力して、前記Ｌバンド光の入力信号を増幅する増幅手順と、を有する。
【００１８】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、互いに異なる波長の入力光信号の数（波長数）が変動した際の出力光信号のレベル変動幅を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭノード構成例の一例を示す。
【図２】０．９８ｕｍ前方励起ＥＤＦＡの入力光パワーｖｓ励起電流特性（利得＝１５．５ｄＢ一定）の一例を示す。
【図３】入射側に逆伝搬するＡＳＥをＥＤＦに戻す構成の一例を示す。
【図４】図３の構成の際に得られる入力光パワーと励起電流の関係の一例を示す。
【図５】本発明の第一の実施形態の一例を示す。
【図６（ａ）】本発明の第二の実施形態の第１例を示す。
【図６（ｂ）】ＥＤＦＡへの入力条件の第２例を示す。
【図７】波長数変動時の動作の一例を示す。
【図８】本発明の第三の実施形態の一例を示す。
【図９】本発明の第三の実施形態の一例を示す。
【図１０】本発明の第四の実施形態の一例を示す。
【図１１】第四の実施形態における動作の一例を示す。
【図１２】第四の実施形態における波長数と励起光パワーの関係の一例を示す。
【図１３】図１２（ｂ）において、励起光パワーの制御量を変化させた場合の一例を示す。
【図１４】図１３（ａ）の制御の場合の動作の一例を示す。
【図１５】制御フローの一例を示す。
【図１６】時定数で励起光パワーを制御する動作を追加した場合の制御フローの一例を示す。
【図１７】分岐可変スプリッタの時定数を考慮して、励起光を制御する場合の動作の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２２】
（実施形態１）
課題を解決するための第一の実施形態を図５に示す。本実施形態に係る光ファイバ増幅器システムは、Ｌバンドの光信号及び励起光をＥＤＦ１１に入力し、ＥＤＦ１１で増幅したＬバンドの光信号を出力し、信号増幅に寄与しないＣバンドのＡＳＥ光をＥＤＦＡの入射側に出力する。このときに、Ｌバンドの光信号の入力光パワーをモニタし、励起電流をフィードフォワード制御する機構を有し、ＥＤＦ１１の入射側には、Ｃバンドの光をＥＤＦ１１に入射するための機構を有した構成となっている。
【００２３】
具体的には、本実施形態に係る光ファイバ増幅器システムは、増幅用光ファイバとしてのＥＤＦ１１と、信号光の一部をタップする光カプラ１２と、Ｌバンド光パワー測定部としてのＰＤ１３と、励起光源ＬＤ１４と、励起光供給部としての光カプラ１５と、Ｃバンド光入射部１６と、励起光パワー制御部としてのＦＦ制御部１７と、を備える。本実施形態に係る光ファイバ増幅方法は、Ｌバンド光パワー測定手順と、励起光パワー制御手順と、増幅手順と、を有する。
【００２４】
Ｌバンド光パワー測定手順では、ＰＤ１３が、Ｌバンド光のパワーを測定する。これにより、Ｌバンド光の波長数の変動を検出することができる。
励起光パワー制御手順では、ＦＦ制御部１７が、Ｌバンド光のパワーに応じて、ＥＤＦ１１に入射する励起光のパワーをフィードフォワード制御する。
増幅手順では、ＥＤＦ１１が、Ｌバンド光及び励起光をＥＤＦ１１に入力して、Ｌバンド光を増幅する。このとき、Ｃバンド光入射部１６がＣバンド光をＥＤＦ１１に入力する。
【００２５】
Ｃバンド光入射部１６は、Ｃバンド光を、ＥＤＦ１１の入力側に入射する。Ｃバンド光をＥＤＦ１１に入射するための機構を有するため、利得の波長依存性が図４に示すとおり十分小さく、フィードフォワード制御の目標値が信号波長に依らない。よって、入力光パワーだけをモニタすることにより、高速な利得制御が可能となる。そこで、ＦＦ制御部１７は、ＰＤ１３で測定されたＬバンド光のパワーに応じて、ＥＤＦ１１に入射する励起光のパワーを制御する。
【００２６】
ＦＦ制御部１７は、Ｌバンド光のパワーの変化に応じて励起光のパワーを制御する。具体的には図４に示す利得一定の条件での入力光パワーと励起光パワーの関係を参照し、モニタされた入力光パワーから設定する励起光パワーを決める。
【００２７】
Ｃバンド光入射部１６は、図３に示すような入射側に逆伝搬するＣバンドのＡＳＥ光を反射させることでも、また、Ｃバンドの光を発生するＣバンド光源としてのＬＤ光源からの出力を入射させることでも構わない。ＣバンドのＡＳＥ光を戻す手段は任意の手段を適用することが可能であり、例えば、ファイバーグレーティング又はファラデーミラーを用いる。また、Ｃバンド光入射部１６の挿入位置は、図５に示す位置に限られるものでもなく、図３に示す手段（ファラデーミラー）と位置でも構わない。
【００２８】
（実施形態２）
本発明の第二の実施形態を図６に示す。図６（ａ）は、本願発明のＬバンドＥＤＦＡ１００にＷＤＭ信号が入力された場合を示している。ここでは、ファイバ断等の故障などによりＥＤＦＡへの入力波長数が変動する場合を想定している。ここで波長数とは、ＷＤＭ信号の互いに異なる波長の信号数のことを指す。
【００２９】
図６（ｂ）は、図４に示す本発明における入力パワーと励起電流の関係を示した結果に、ＷＤＭ入力時の動作点を書き加えたものである。図６（ｂ）に示すような入力条件の場合、複数波長から１波長に波長数が変化した場合、ＥＤＦＡへの全入力パワーは、波長数に応じて変化するが、励起電流一定のままでも、利得は一定となる。すなわち、入力モニタで波長数が少なくなった場合には、励起電流値を一定に制御するだけで、残りのチャネルのレベルを一定に保つことが可能になる。上述の波長数変動時の動作を図７に示す。
【００３０】
一方、図６（ｂ）に示す動作点から、波長数が増えて入力パワーが増加する場合には、利得を一定に保つために、励起光パワーを増大させる必要があるが、入力チャネル数が増える場合には、一度に複数チャネルが追加されるのでなく１チャネルごと追加されるので、入力モニタからの情報で、励起光パワーを変更すればよい。
【００３１】
なお、図１に示すＣＤＣ−ｌｅｓｓ  ＲＯＡＤＭ構成例に示すＷＤＭ用ＥＤＦＡには、例えば８０チャネルの信号が入力されるが、ＣＤＣ用光アンプには、１０チャネル程度に波長数が限定されていることになる。
【００３２】
（実施形態３）
図８に本発明の第３の実施形態を示す。図３においては、ファラデーミラーを利用した形態が示してあるが、図８においてはファイバーグレーティングを利用している。ここで、ファイバーグレーティングによるＣバンドのＡＳＥの反射率は５％程度のもので十分である。また、特許文献２に示されているような励起ＬＤに施されたＡＳＥ反射コーティングを利用することでも構わない。
【００３３】
図９は、入射側に逆伝搬するＡＳＥ光を戻す代わりに、ＣバンドのＬＤ光源１６−２ａからの出力をＥＤＦ１１に入射する構成である。図９の場合、ＥＤＦ１１の入射側に溜まったＣバンドのＡＳＥ光は、ＣバンドのＬＤ光源１６−２ａからの光を増幅されるために使われ、増幅されたＣバンドの光はＥＤＦ１１の長手方向で吸収され、Ｌバンドの信号光を増幅するために使われるので、図９の構成の場合にも、図８の場合と同様、励起効率が改善する。
【００３４】
（実施形態４）
図１０に本発明の第４の実施形態を示す。非特許文献１と同様に複数のＥＤＦＡを分岐比可変のスプリッタで励起光を共有化することにより集積した構成となっている。ＬバンドＥＤＦＡの波長依存性を解消するための手段を有していることと入力光をモニタして励起光パワーをフィードフォワード制御する点が、構成上異なる。複数のＥＤＦＡの励起光を共有化するため、各ＥＤＦ（＃１〜＃ｎ）への励起光パワーは、励起ＬＤと分岐比可変スプリッタを併用して調整する。なお、分岐比可変スプリッタは、ＰＬＣ上に集積化されたものを想定しているので、動作速度は数ｍｓｅｃ程度であり、励起ＬＤより遅い制御となる。
【００３５】
図１０において、ＥＤＦ＃１のみ入力波長数が変化（複数波長入力⇒１波長入力）した場合の動作を説明する。実際の励起光パワーを制御する際には、第一の実施形態で述べたように、利得一定条件での入力光パワーと励起光パワーの関係から、励起光パワーを決定すればよいが、以下の説明では、利得一定の条件においては、入力光パワーと励起光パワーは比例することを仮定する。すなわち、励起光一定で、入力光パワー（＝入力波長数）が変化した場合には、１波長あたりの利得が変化することになる。
【００３６】
はじめに、励起光パワーの変化量を入力波長数のみで決める場合について示す。
ＥＤＦ＃１の入力波長数が１に減少した瞬間は、励起光パワーは変化がないので、ＥＤＦ＃１の生き残り１チャネルの利得が過剰になる。
その後入力モニタで入力波長数減少を検出すると、全体の波長数に比例して励起光パワーを減らす制御をする。励起光パワーと同時に分岐比可変スプリッタの分岐比も変更するが、分岐比可変スプリッタの動作が遅いため、ＥＤＦ＃２〜＃ｎへの励起光が一旦減少することになる。
その後分岐比可変スプリッタの分岐比が変化し、ＥＤＦ＃２〜＃ｎへ本来供給されるべき励起光パワーが分配される。そのため、ＥＤＦ＃２〜＃ｎは出力レベルが一旦減少し、その後分岐比可変スプリッタの時定数程度の時間で、もとのレベルにもどることになる。
【００３７】
上記動作を時間変化に関してまとめたものを図１１に示す。励起光パワーのフィードフォワード制御により、ＥＤＦ＃１のレベル変動幅は励起光パワーを制御しない場合よりも抑えられるが、分岐比可変スプリッタの動作が励起光パワーより遅いため、ＥＤＦ＃１〜＃ｎのレベル変動が分岐比可変スプリッタの時定数だけ継続することになる。ここで波長数変化時の各ＥＤＦ１１の出力レベル変動がトランスポンダ（図１のＲｘ）の受信レベル範囲に入らない場合には、受信エラーが発生することになる。
【００３８】
また、図１１に示す内容を各ＥＤＦ１１における波長数と励起光パワーの関係に着目してまとめたものを図１２に示す。図１２（ｂ）に示すように、波長数変化を検出して、励起光を調整し、分岐比可変スプリッタの分岐比の設定変更が完了する前までは、各ＥＤＦ＃１〜＃ｎの入力波長数と励起光パワーに誤差が生じるため、各ＥＤＦ出力に変動が生じることになる。
【００３９】
次に、励起光パワーの制御量の目標値を全てのＥＤＦ１１の出力変動幅を考慮して決定する場合を示す。図１３に図１２（ｂ）に示す波長数変化を検出して、励起光を調整し、分岐比可変スプリッタの分岐比の設定変更が完了する前までタイミングにおける波長数と励起光パワーの関係を、励起光パワーの制御量を小さくした場合と大きくした場合の模式図を示す。
【００４０】
図１３（ａ）に示す励起光制御パワーの制御量を小さくした場合には、ＥＤＦ＃１の瞬時的なレベルの誤差（Ｅｒｒ＃１）は、図１２の場合よりも大きくなるが、ＥＤＦ＃２〜＃ｎのレベル誤差（Ｅｒｒ＃２〜Ｅｒｒ＃ｎ）は小さく、励起光を変化させた瞬間のＥＤＦ＃２〜＃ｎのレベル変動幅が抑えられる。ただし、励起光が過大となるため分岐比の調整が終了し定常状態にもどったときのレベルが全てのＥＤＦ１１で少し増大することになる。図１３（ａ）の制御の場合の各ＥＤＦ１１の時間変化を図１４に示す。
【００４１】
また、図１３（ｂ）に示す励起光パワーの制御量を大きくした場合には、ＥＤＦ＃１の瞬時的なレベルの誤差（Ｅｒｒ＃１）は、図１２の場合よりも小さくなるが、ＥＤＦ＃２〜＃ｎのレベル誤差（Ｅｒｒ＃２〜Ｅｒｒ＃ｎ）が大きく、励起光を変化させた瞬間のＥＤＦ＃２〜＃ｎのレベル変動幅が大きくなる。
【００４２】
ここで、励起光パワーの制御量を次にように決定する。
分岐比可変スプリッタの分岐比は波長数変動前と同じで、励起光パワーを変更した場合に、各ＥＤＦ１１におけるレベル誤差を算出する。ここでレベル誤差は、各ＥＤＦ＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の入力波長数から算出される必要励起光パワーよりも供給される励起光パワーが大きい場合には、正の値の誤差として算出し、供給される励起光パワーが小さい場合には、負の値の誤差と算出する。
次に各ＥＤＦ１１のレベル誤差の最大値と最小値を算出し、その最大値と最小値の中間値が０となるように励起光パワーの制御量を決定する。
【００４３】
具体的には図１３においては、ＥＤＦ＃１のレベル誤差（Ｅｒｒ＃１）が最大値（＞０）に相当し、ＥＤＦ＃２（図１３では＃３〜＃ｎでも可）のレベル誤差（Ｅｒｒ＃２）が最小値（＜０）に相当する。よって、図１３においては、（Ｅｒｒ＃１＋Ｅｒｒ＃２）／２の値が０になるように励起光パワーの制御量を決定すればよい。これにより全てのＥＤＦ１１のレベル誤差が平均化され、特定のＥＤＦ１１のみでのレベル変動を抑えることが可能となる。
【００４４】
上記一連の制御フローを図１５に示す。
ＰＤ１３を用いて波長数を検出し（Ｓ１０１）、波長数変動量から仮励起光パワー制御量を算出する（Ｓ１０２）。分岐比可変光スプリッタ１９の分岐比は波長数変動前と同じで、励起光パワーを変更した場合に、各ＥＤＦ１１におけるレベル偏差量を算出する（Ｓ１０３〜Ｓ１０８）。ここでレベル誤差は、各ＥＤＦ＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の入力波長数から算出される必要励起光パワーよりも供給される励起光パワーが大きい場合には、正の値の誤差として算出し、供給される励起光パワーが小さい場合には、負の値の誤差と算出する。
次に各ＥＤＦ１１のレベル誤差の最大値と最小値を算出し（Ｓ１０４）、その最大値と最小値の中間値が０となるように励起光パワーの制御量を決定する（Ｓ１０５〜Ｓ１０７）。
【００４５】
上述のとおりレベル変動幅を抑えるように励起光パワーの制御量を決める場合、定常状態でのレベルに誤差が生じることになる。そのため、波長数変化が生じた瞬間の励起光パワーの制御量は、図１５に示すとおり決めて、レベル変動幅を抑え、その後、波長数変化量に応じた励起光パワーの変化量になるように励起光パワーを分岐比可変スプリッタと同じ時定数で変化させる。この場合の制御フローを図１６に示し、動作を図１７に示す。
【００４６】
図１５に示す制御フローとの差は、波長数変化量に応じた励起光パワーの変化量になるように励起光パワーを分岐比可変スプリッタと同じ時定数で変化させるステップが最後に追加された点であり、それ以外は、図１５と同じ制御である。図１７のΔＰ１で示す制御量が図１５の最後のステップＳ１０７（＝図１６の最後から２番目のステップ）の制御量であり、図１７のΔＰ２で示す制御量が図１６の最後のステップＳ１０９の制御量となる。これにより、波長数変動時のレベル変動幅を抑えることができ、かつ、定常状態でのレベルも波長数変化前と同じ値に設定できることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、ＬバンドＥＤＦＡの高速利得制御を簡便に実現するものであり、光通信システムの運用に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１１：ＥＤＦ
１２：Ｌバンド光分岐部
１３：ＰＤ（Ｌバンド光パワー測定部）
１４：励起光源
１５：励起光結合部（励起光供給部）
１６：Ｃバンド光入射部
１６−１：ファイバーグレーティング
１６−２ａ：Ｃバンド光源
１６−２ｂ：Ｃバンド光結合部
１６−３：ファラデーミラー
１７：励起光パワー制御部
１８：アイソレータ
１９：分岐比可変スプリッタ
５１、６６：ＷＤＭ用光増幅器
５２、６４：カプラ
５３、６５：ＷＳＳ
５４、６３：ＣＤＣ用光増幅器
５５、６２：ＣＤＣ−ｌｅｓｓ用光スイッチ
５６：受信機
６１：送信機
８１：ファラデーミラー
８２：ミラー制御部
８３、８４：アイソレータ
１００：ＥＤＦＡ
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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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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