(57)【要約】鎖状に連結された一連の光増幅器を含む光リンクまたは光ネットワークにおけるマルチチャネル信号のチャネル破壊を補償するための方法と装置。本方法は、光増幅器への入力信号の電力と前段の光増幅器からの出力信号の電力とから、それぞれの光増幅器に対するチャネル破壊を求めるステップを含む。そして、それぞれの光増幅器は、公称（理想）電力とその光増幅器に対して算出されたチャネル破壊とを加えた値に等しいレベルまで信号を増幅するように制御される。
2009522886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光リンクまたは光ネットワークにおいて複数の光増幅器を備えた増幅器チェーンを制御する方法であって、
マルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルを観測するステップと、
各光増幅器についての前記マルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルが、その光増幅器についての予め定められた公称のトータルでの電力レベルとその光増幅器についての補償電力レベルとの和に等しくなるように、前記複数の光増幅器を制御するステップと
を含み、
前記各光増幅器についての前記補償電力レベルは、少なくともその光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記各光増幅器についての前記チャネル破壊の推定値を、その光増幅器について確定している所定の雑音特性とその光増幅器へ入力される入力信号の入力電力レベルとから算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チャネル破壊の推定値であるＤは、次式
Ｄ＝Ｃ・ｌｏｇ（１  ＋  ｋ／Ｐｉｎ）
を使用して算出され、
ここで、Ｃは定数であり、ｋは前記光増幅器の雑音特性に依存した定数であり、Ｐｉｎは該光増幅器に入力された入力信号について観測されたトータルでの入力電力レベルであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記各光増幅器についての前記チャネル破壊の推定値は、前記増幅器チェーンにおいてその光増幅器の前段に位置する他の光増幅器に使用されている補償電力レベルが考慮されて決定されることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記各光増幅器についての補償電力レベルは、その光増幅器によって導入された増幅雑音によって引き起こされたチャネル破壊の推定値と、前記増幅器チェーンにおいてその光増幅器の前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルとの和であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記増幅器チェーンにおいて前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルは、該前段に位置する他の光増幅器について観測されたトータルでの出力電力レベルから算出されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記増幅器チェーンにおいて前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルは、該前段に位置する他の光増幅器から出力された出力信号について観測されたトータルでの出力電力レベルから、前記公称のトータルでの電力レベルを減算することで算出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
各光増幅器について、その光増幅器についてのトータルでの出力電力レベルを示す制御信号を、前記増幅器チェーンにおいてその光増幅器の次段に位置する他の光増幅器へ送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記光リンクまたは前記光ネットワークは、ＷＤＭ型の光リンクまたは光ネットワークであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御信号はＷＤＭ信号の監視チャネル上で送信されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
データ搬送媒体であって、
光増幅器の制御装置に備えられたプロセッサ上で実行されると、前記制御装置に、
前記光増幅器から出力されたマルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルを観測させ、
前記光増幅器についての前記マルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルが、前記光増幅器について予め定められた公称のトータルでの電力レベルと補償電力レベルとの和に等しくなるように、前記光増幅器を制御させ
るための命令を記憶しており、
前記補償電力レベルは、少なくとも前記光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定されることを特徴とするデータ搬送媒体。
【請求項１２】
前記命令は、前記制御装置に、
前記光増幅器に入力された入力信号についての入力電力レベルを観測させ、
前記入力信号について観測された入力電力レベルと前記光増幅器の雑音特性とから該光増幅器におけるチャネル破壊の推定値を算出させる
ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ搬送媒体。
【請求項１３】
前記補償電力レベルは、
前記光増幅器によって導入された増幅雑音によって引き起こされたチャネル破壊の推定値Ｄと、前記光増幅器が属している増幅器チェーンにおいて該光増幅器の前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルとを加算することで算出される
ことを特徴とする請求項１２に記載のデータ搬送媒体。
【請求項１４】
前記命令は、前記制御装置に、
前記入力信号から、前記前段の位置する他の光増幅器について前記補償電力レベルを決定させる
ことを特徴とする請求項１３に記載のデータ搬送媒体。
【請求項１５】
前記命令は、前記制御装置に、
前記入力信号から、前記前段に位置する他の光増幅器の出力についてのトータルでの出力電力レベルを決定させ、
決定された前記出力電力レベルから前記公称のトータルでの電力レベルを減算することで、前記前段に位置する他の光増幅器の補償電力レベルの値を取得させる
ことを特徴とする請求項１４に記載のデータ搬送媒体。
【請求項１６】
複数の光増幅器を備えた増幅器チェーンと前記複数の光増幅器の動作を制御する制御手段とを備えた光通信リンクまたは光ネットワークであって、
前記制御手段は、
前記複数の光増幅器から出力される各マルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルを観測する手段と、
前記複数の光増幅器のそれぞれについてチャネル破壊の推定値を決定する手段と、
その光増幅器についてのマルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルが、予め定められた公称のトータルでの電力レベルと該光増幅器についての補償電力レベルとの和に等しくなるように、前記複数の光増幅器のそれぞれ制御して信号を増幅させる手段と
を含み、
前記補償電力レベルは、少なくとも前記光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定されることを特徴とする光通信リンクまたは光ネットワーク。
【請求項１７】
前記制御手段は、
前記複数の光増幅器のそれぞれについて入力信号についてのトータルでの入力電力レベルを観測し、観測された前記トータルでの入力電力レベルから該複数の光増幅器のそれぞれについての前記チャネル破壊の推定値を算出するように構成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項１８】
前記制御手段は、
前記チャネル破壊の推定値であるＤを、次式
Ｄ＝Ｃ・ｌｏｇ（１  ＋  ｋ／Ｐｉｎ）
を使用して算出し、
ここで、Ｃは定数であり、ｋは前記光増幅器の雑音特性に依存した定数であり、Ｐｉｎは該光増幅器に入力された入力信号について観測されたトータルでの入力電力レベルである
ことを特徴とする請求項１７に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項１９】
前記複数の光増幅器のいずれ１つについての前記補償電力レベルは、前記光増幅器によって導入された増幅雑音によって引き起こされたチャネル破壊の推定値Ｄと、前記増幅器チェーンにおいて該光増幅器の前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルとの和に等しいことを特徴とする請求項１８に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項２０】
前記制御手段は、
前記前段に位置する他の光増幅器について観測されたトータルでの出力電力を示す信号を受信する手段を備え、前記増幅器チェーンにおいて前記前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルを、該前段に位置する他の光増幅器について観測されたトータルでの出力電力レベルから算出する
ことを特徴とする請求項１９に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項２１】
前記制御手段は、
前記増幅器チェーンにおいて前記前段に位置する他の光増幅器についての補償電力レベルを、該前段に位置する他の光増幅器について観測されたトータルでの出力電力レベルから公称のトータルでの電力レベルから減算することで算出する
ことを特徴とする請求項２０に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項２２】
前記制御手段は、各光増幅器ごとに個別の局部制御装置を含み、
各局部制御装置は、
前記マルチチャネル信号の所定のチャネルを介して、前記前段に位置する他の光増幅器の局部制御装置から、該前段に位置する他の光増幅器についてのトータルでの出力電力レベルについての情報を受信し、自己が制御している光増幅器についてのトータルでの出力電力レベルについての情報を、前記所定のチャネルを介して、前記増幅器チェーンにおける次段の光増幅器の局部制御装置へ送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の光ネットワークまたは光リンク。
【請求項２３】
光増幅器の動作を制御する制御装置であって、
前記光増幅器から出力されるマルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルを観測する手段と、
前記複数の光増幅器のそれぞれについてチャネル破壊の推定値を決定する手段と、
前記光増幅器についてのマルチチャンネル出力信号のトータルでの出力電力レベルが、予め定められた公称のトータルでの電力レベルと該光増幅器についての補償電力レベルとの和に等しくなるように、前記光増幅器のそれぞれを制御して信号を増幅させる手段と
を含み、
前記補償電力レベルは、少なくとも前記光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定されることを特徴とする制御装置。
【請求項２４】
増幅器であって、
請求項２３に記載の制御装置を含むことを特徴とする増幅器。
【請求項２５】
図１に実質的に記載されていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
図１に実質的に記載されていることを特徴とするデータ搬送媒体。
【請求項２７】
図１に実質的に記載されていることを特徴とする光通信リンク。
【請求項２８】
図１に実質的に記載されていることを特徴とする制御装置。
【請求項２９】
図１に実質的に記載されていることを特徴とする増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光リンクまたは光ネットワークにおけるマルチチャネル信号のチャネル破壊（ｃｈａｎｎｅｌ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）を補償するための方法、装置及びデータ搬送媒体に関する。本発明は、特に、マルチスパン波長分割多重（ＷＤＭ）型の光リンクおよび光ネットワークにおけるチャネル破壊を補償するための方法、装置及びデータ搬送媒体への応用を有するが、これらに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
長距離のリンクまたはネットワーク（１００ｋｍ以上）上で実行されるマルチチャネル光信号の光伝送は、信号がリンクまたはネットワークを伝送される間に生ずる信号の減衰を補償するために、信号の電力を増幅する一連の光増幅器を必要とする。マルチチャネル信号は典型的に複数のチャネル信号を含む。それぞれの光増幅器の利得または電力の制御は、典型的に、それぞれの光増幅器に対する入力信号と出力信号のトータルでの電力（全電力）を監視し、観測された電力（観測電力）を全電力の公称（理想）値（公称全電力）と比較し、全出力電力が公称全電力と本質的に等しくなるように光増幅器の動作を制御している。公称全電力は、マルチチャネル信号におけるチャネルに対する目標電力の合計であり、光リンクの設計要求条件に基づいて決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この方式の持つ問題点は、光リンクに沿ってマルチチャネル信号が伝送される間に光増幅器によってマルチチャネル信号の中に導入される雑音を考慮に入れていない点である。光増幅器は、増幅をおこなうときに、マルチチャネル信号の中に雑音を導入してしまう。導入された雑音は、光増幅器から出力されるマルチチャネル信号の観測された全電力に含まれる。結果として、光増幅器チェーンにおける次段の光増幅器に入力されるマルチチャネル信号の中に雑音が含まれることになる。従って、マルチチャネル信号が公称全電力に等しい電力を持つように増幅されるときには、電力の一部が、雑音によって占められ、それぞれのチャネルの電力は目標電力以下になってしまう。ここでは今後、この効果のことをチャネル破壊（ｃｈａｎｎｅｌ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）と呼ぶこととする。チャネル破壊は、光増幅器の利得とともに、また、リンクの中に配置される光増幅器の数とともに増大し、長距離リンク（距離が３０００ｋｍを超えるようなリンク）では劇的なものになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の視点に従えば、光リンクまたは光ネットワークにおいてチェーン状に連結された一連の光増幅器を制御する方法が提供される。この方法は、それぞれの光増幅器から出力されるマルチチャネル信号の全電力レベルを観測（監視）するステップと、それぞれの光増幅器に対して、出力信号の全電力が所定の公称全電力レベルとその光増幅器に対する補償電力レベルとの和に等しくなるように光増幅器を制御するステップを備え、それぞれの光増幅器に対する補償電力は、少なくとも一部が、その光増幅器の中で生じているチャネル破壊の推定値から決定される。
【０００５】
本発明は、光増幅器の出力信号を公称電力レベル以上にまで増幅することにより、チャネル破壊の効果を有利に低減することができる。
【０００６】
チャネル破壊の推定値は、光増幅器に対して設定されている所定の雑音特性と光増幅器への入力信号の電力とから算出することができる。チャネル破壊の推定値Ｄは、次式を用いて算出することができる。
Ｄ＝Ｃ・ｌｏｇ（１  ＋  ｋ／Ｐｉｎ）
ここで、Ｃは例えば１０のような定数、ｋは光増幅器の特性に依存する定数、そして、Ｐｉｎは、光増幅器への監視全入力信号電力である。この方法では、光増幅器によって導入される雑音に起因するチャネル破壊に対して補償が行われる。
【０００７】
チェーンのそれぞれの光増幅器を独立に単純に扱い、光増幅器への入力信号の電力からチャネル破壊Ｄを求めることは、数の少ない光増幅器を含むチェーンに対しては十分であるかもしれない。しかしながら、チェーンの中の光増幅器の数が多くなると、この方法は有効性が失われるかもしれない。チェーンに含まれている１つの光増幅器の全出力電力が増加すれば、チェーンにおけるその次段の光増幅器の全入力電力が増加する。このことは次段の光増幅器におけるチャネル破壊を低減化するのにプラスの効果を持つ。しかし、次段の光増幅器への入力は、前段の光増幅器によって導入されたあるレベルの雑音を含む。この雑音レベルは、入力信号の監視電力の中に含まれ、式１（雑音を含まない綺麗な入力信号を仮定している）が次段の光増幅器におけるチャネル破壊を過小評価する結果になるであろう。従って、最初の光増幅器に後段に接続されたそれぞれの光増幅器には、残差のチャネル破壊が残る。この効果はチェーン中の光増幅器の数が増せば大きくなる。
【０００８】
従って、好ましい構成では、それぞれの光増幅器に対するチャネル破壊の推定は、チェーンにおける前段の光増幅器によって用いられた補償電力レベルを、さらに考慮に入れる。このやり方では、任意の特定の光増幅器に対する補償電力レベルは、その光増幅器によって出力信号に導入されるであろう雑音と、その前段までの光増幅器によって既に信号に導入されている雑音とによって生ずるチャネル破壊を考慮に入れる。従って、マルチチャネル入力信号におけるチャネルの電力の過小評価によって生ずる残差のチャネル破壊に対して補償が行われる。
【０００９】
光リンクまたは光ネットワークにおける、光増幅器ｎに対する補償電力レベルは、その光増幅器によって導入される雑音を増幅することによって生ずるチャネル破壊の推定値と、前段の光増幅器に対する補償電力レベルとの和であることが望ましい。
【００１０】
チェーンにおける前段の光増幅器に対する補償電力レベルは、前段の光増幅器から出力される信号の観測された全電力から決定されることが望ましい。前段の光増幅器に対する補償電力レベルは、前段の光増幅器から出力された出力信号についての観測された全電力から公称全電力レベルを差し引く（減算する）ことにより算出することができる。
【００１１】
前段の光増幅器から出力される信号の観測された全電力は、光監視チャネルを通して伝送することができるので、このことは有利である。従って、この構成に従えば、本方法は、それぞれの光増幅器に対して、光増幅器の全出力電力を示している制御信号をチェーン中の次段の光増幅器に送信するステップを含むことができる。本方法は、ＷＤＭ型の通信リンクまたはＷＤＭ型の光ネットワークの中で使用することができ、そして制御信号は、ＷＤＭ信号の監視チャネル上で送信することができる。
【００１２】
本発明の第２の視点に従えば、インストラクション（命令）を搬送するためのデータ搬送媒体が提供される。その命令は、光増幅器の制御装置が備えるプロセッサ上で実行されると、制御装置に、光増幅器から出力されるマルチチャネル信号の全電力を監視させ、光増幅器から出力される信号の全電力が所定の公称電力レベルと補償電力レベルとの和に等しくなるように、光増幅器を制御させる。ここに、補償電力レベルは、少なくとも一部が、その光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定される。
【００１３】
その命令は、制御装置に、光増幅器への入力信号の電力を監視させて、入力信号の電力と光増幅器の雑音特性とからその光増幅器におけるチャネル破壊の推定値を算出させることができる。
【００１４】
補償電力レベルは、光増幅器によって導入される雑音を増幅することによって引き起こされるチャネル破壊の推定値Ｄと、その光増幅器が接続されているチェーン中の前段の光増幅器の補償電力レベルとの和をとることによって求めることができる。命令は、制御装置に、入力信号からアップストリーム光増幅器の補償電力レベルを求めさせることができる。
【００１５】
命令は、制御装置に、入力信号から前段の光増幅器の全出力電力レベルを求めさせ、公称電力レベルを、求めた前段の光増幅器の出力電力から差し引いて、前段の光増幅器の補償電力レベルの値を求めさせることができる。ある実施形態では、受信される信号はＷＤＭ信号であり、アップストリーム光増幅器の全電力は、望ましくは監視チャネルのような、ＷＤＭ信号の１つのチャネルによって送信される情報から求めることができる。
【００１６】
本発明の第３の視点に従えば、一連の光増幅器と光増幅器の動作を制御するための制御手段とを備える光通信リンクまたは光ネットワークが提供される。ここに、制御手段は、それぞれの光増幅器からのマルチチャネル出力信号の全電力を監視する手段と、それぞれの光増幅器に予想されるチャネル破壊の推定値を求める手段と、全出力電力が本質的に、その光増幅器に対する公称全電力レベルと補償電力レベルとの和に等しくなるように信号を増幅するようにそれぞれの光増幅器を制御する手段とを備える。ここに、それぞれの光増幅器に対する補償電力レベルは、少なくとも一部が、その光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定される。
【００１７】
制御手段は、それぞれの光増幅器への全入力電力を監視し、監視全入力電力から、それぞれの光増幅器に対するチャネル破壊の推定値を算出するように構成することができる。制御手段は、次式を用いてチャネル破壊の推定値を算出することができる。
Ｄ＝Ｃ・ｌｏｇ（１  ＋  ｋ／Ｐｉｎ）
ここに、Ｃは定数、ｋは光増幅器の特性に依存する定数、そして、Ｐｉｎは、光増幅器への監視全入力信号電力である。
【００１８】
ある好ましい構成では、任意の１つの光増幅器に対する補償電力レベルは、その光増幅器によって導入される雑音の増幅によって生ずるチャネル破壊の推定値Ｄとチェーン中の前段の光増幅器の補償電力レベルとの和に等しい。制御手段は、前段の光増幅器に対する監視全出力電力を示す信号を受信する手段を有し、チェーン中の前段の光増幅器に対する補償電力レベルは、前段の光増幅器の監視全出力電力から算出されることが望ましい。制御手段は、前段の光増幅器の観測された全電力レベルから公称全電力レベルを差し引くことにより、前段の光増幅器の補償電力レベルを算出することができる。
【００１９】
制御手段は、それぞれの光増幅器に対して、個別の局部制御装置（ｌｏｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）を備えることができる。この場合、それぞれの制御装置は、監視チャネルのような所定のチャネルを通して、前段の光増幅器の制御装置から、前段の光増幅器の全出力電力に関する情報を受信し、チェーン中の次段の光増幅器の制御装置へ所定のチャネルを通して、その全出力電力レベルに関する情報を送信するように構成される。局部制御装置は、地域的な制御装置または大域的な制御装置と複数の光増幅器との間の通信リンクの必要性を回避できるので有利である。
【００２０】
本発明の第４の視点に従えば、光増幅器の動作を制御するための制御装置が提供される。ここに、制御装置は、光増幅器から出力されるマルチチャネル信号の全電力を監視する手段と、全出力電力が本質的に、公称全電力レベルとその光増幅器に対する補償電力レベルとの和に等しくなるように信号を増幅するようにそれぞれの光増幅器を制御する手段とを備える。ここに、補償電力レベルは、少なくとも一部が、その光増幅器におけるチャネル破壊の推定値から決定される。
【００２１】
制御装置は、光増幅器に予想されるチャネル破壊を推定するための手段を備えることができる。
【００２２】
本発明の第５の視点に従えば、本発明の第４の視点に従った制御装置を備える光増幅器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図面は、本発明に従った光ネットワークを図示したものである。実施形態は典型的な例示目的のためだけに示されている。
【００２４】
光ネットワークは、ＷＤＭ光信号を生成するための送信機１と、光信号を受信するための受信機２と、送信機１から受信機２へ信号を伝送するための長距離光通信リンク３とを備える。光信号の電力を増幅し、光信号がリンク３に沿って伝送される間に生ずる光信号の減衰を補償するために、光リンク３に沿ってエルビウムドープファイバ型光増幅器（ＥＤＦＡ）４が設置される。図には４個のＥＤＦＡが示されているが、超長距離リンクでは、典型的に４個より多くのＥＤＦＡ（これはリンク３の点線部分で示されている）を備えるであろうことを理解されるであろう。
【００２５】
それぞれのＥＤＦＡ４は、ＥＤＦＡ４の動作を制御するための関連した制御装置５を有する。図には、制御装置が、光増幅器４から分離されて示されているが、制御装置５は、光増幅器に集積された一部分であってもよいと理解されるであろう。それぞれの制御装置５は、それに関連するＥＤＦＡ４の、入力信号の電力を監視する手段５ａと出力信号の電力を監視する手段５ｂとを有する。リンクの中のすべてのＥＤＦＡ４は、最後のものを除いて、ＷＤＭ信号の監視チャネルの上に情報を伝送する手段５ｃを有する。最初の送り出しＥＤＦＡ４を除いてリンクの中のすべてのＥＤＦＡ４は、ＷＤＭ信号の監視チャネルに伝送される情報を受信する手段５ｄを有する（制御装置５の方を指し示す矢印を持つ実線で示される）。
【００２６】
制御装置５は、用いる場合には、ＥＤＦＡに対するＷＤＭ信号の全出力電力レベルＰｏｕtが、公称全電力レベル（ＷＤＭ信号の中に雑音が存在しなければ理想的な全電力である）とチャネル破壊を補償するための補償電力レベルとを加えたものに等しくなるように、それぞれのＥＤＦＡ４を制御する。この実施形態では、それぞれの制御装置５は、ＷＤＭ信号の出力電力レベルＰｏｕtが下式に等しくなるように、それぞれのＥＤＦＡ４を制御する。
Ｐｏｕt（ｎ）＝Ｐ＊（ｎ）＋Ｄ（ｎ）＋Ｅ（ｎ）        （式２）
ここで、Ｐ＊（ｎ）は、チェーンの中のｎ番目の光増幅器に対する公称全電力である。Ｄ（ｎ）は、ｎ番目の光増幅器に対する、入力信号に存在する雑音を考慮に入れる以前のチャネル破壊の推定値である。Ｅ（ｎ）は、ｎ番目の光増幅器における、入力信号に存在する雑音によって生ずる残差のチャネル破壊を補償するために必要な更なる余分な電力レベルである。この式では、送り出し光増幅器に対してはｎ＝０である。
【００２７】
目標電力はそれぞれのチャネルに対して決定される。公称全電力Ｐ＊は、ＷＤＭ信号のチャネルに対する目標電力の合計に比例し、制御装置５の中に事前にプログラムされる。チャネルの目標電力は、光リンク／ネットワークのシステム構築者および構成に依存している。
【００２８】
制御装置５は、リンク３の光増幅器に対するチャネル破壊を、監視全入力電力レベルＰｉｎから下式に従って算出する。
Ｄ＝１０・ｌｏｇ１０（１  ＋  ｋ／Ｐｉｎ）            （式１）
ここに、ｋは光増幅器の雑音特性に依存する定数である。Ｐｉｎは光増幅器への監視全入力信号電力である。定数ｋは、光増幅器の製造中かまたは後日に求めることができ、光増幅器によって信号に付加される雑音のレベルに依存する。ｋを求める簡単な方法は、
（１）光増幅器を、全出力電力が公称電力レベルＰ＊に等しい一定出力電力モードに設定する。
（２）任意の波長のチャネルを光増幅器に入力し、その電力を入力電力範囲の下限から上限（この範囲は光増幅器の製造業者によって画定されるであろう）まで変化させる。
（３）典型的に１０またはそれ以上の一連の入力電力の値に対して、光スペクトラムアナライザを用いて対応する信号出力電力を測定する。
（４）曲線Ｐ＊−Ｄ（Ｐｉｎ）のベストフィット（最小２乗平均の意味で）を見出す。ここにｋは、ベストフィットを与えるｋの値である。
【００２９】
Ｅ（ｎ）はチェーンに中の前段（ｎ−１）番目の光増幅器の補償電力レベルに等しく、次式に従って算出することができる。
Ｅ（ｎ）＝［Ｐｏｕｔ（ｎ−１）−Ｐ＊（ｎ−１）］        （式３）
ここに、Ｐｏｕｔ（ｎ−１）は前段の光増幅器の全出力電力である。Ｐ＊（ｎ−１）は前段の光増幅器に対する公称全電力である。この実施形態では、制御装置５は、次段の光増幅器４の制御装置５に対して、ＷＤＭ信号の監視チャネルを用いて、関連する光増幅器の全出力電力Ｐｏｕｔに関する情報を送信する。そして、次段の光増幅器４の制御装置５は、全出力電力Ｐｏｕｔ（ｎ−１）から公称電力レベルＰ＊（ｎ−１）を差し引くことにより、前段の光増幅器４の補償電力レベルＤ（ｎ−１）＋Ｅ（ｎ−１）を求めることができる。代替的実施形態では、制御装置５は、次段の光増幅器４の制御装置５に、監視チャネルの上で補償電力レベルに関する情報を送信する。
【００３０】
従って、本発明の光増幅器４では、それらの出力電力を公称全電力レベルよりも補償レベルだけ上に調整することにより、チャネル破壊を補償する。ここに説明された実施形態では、それぞれの光増幅器４に対する補償レベルは、光増幅器の中のチャネル破壊の推定値に等しく、光増幅器４への入力電力と前段の光増幅器の出力電力とから求められ、ＷＤＭ信号の監視チャネルを用いて伝送される。
【００３１】
添付の付録は、チャネル破壊を求めるために用いる関係式の導出の仕方を説明している。
【００３２】
付録
式（１）の導出
全ＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ光増幅器）出力電力は、増幅された信号項と雑音項の和である。すなわち、
Ｐｏｕｔ＝Ｓ＋Ｎ
Ｓは入力電力スペクトラム密度Ｓｉｎ（ｆ）を利得スペクトラムｇ（ｆ）で重みづけし、動作帯域（例えば、Ｃとして一般性を失わない）にわたって積分することにより得られる。一般にＳｉｎ（ｆ）は、前段までのＥＤＦＡから入力するＡＳＥ（増幅された自然放射ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音を表す連続部分とＷＤＭチャネルに対応する不連続部分とを持つ。
【００３３】
【数６】
2009522886.tif 000003
【００３４】
ｇ（ｆ）は常に正で、公知の演算定理によれば、以下の式で表わされる周波数値ξが存在する。
【００３５】
【数７】
2009522886.tif 000004
【００３６】
２つの例でｇ（ξ）の物理的意味が明確になる。もし、雑音が無視できて光増幅器の入力にはただ１つのチャネルがあるとすれば、ｇ（ξ）はチャネル周波数における利得スペクトラムの値である。この場合には、ｍａｘξｇ（ξ）−ｍｉｎξｇ（ξ）はＥＤＦＡ利得の平坦さを示す。もし、光増幅器入力にチャネルがなくて、Ｓｉｎ（ｆ）＝Ｗである白色雑音だけがある場合には、ｇ（ξ）は全Ｃバンドにわたる平均利得であり、ξは利得スペクトラムの「重心」であると考えることができる。最後に、ｇ（ξ）は全利得Ｇ（すなわち出力電力と入力電力の比である）に依存するということに注意すべきである。これに関しては後に議論されるであろう。
【００３７】
ＥＤＦＡによって生成される雑音は次式で表わすことができる。
【００３８】
【数８】
2009522886.tif 000005
【００３９】
別のよく知られた定理によって、以下の式で表わされる別の周波数νが存在する。
【００４０】
【数９】
2009522886.tif 000006
【００４１】
ここに、ＢはＥＤＦＡの帯域幅である。
以下の３つの量を定義する。すなわち、
ｇ（ξ）≡ｇ
【００４２】
【数１０】
2009522886.tif 000007
【００４３】
ここにｎｆは雑音指数の任意の「典型的な」値である。
Ｎｉｎ≡ｈ・ν・ｎｆ・Ｂ
すると、以下の式が得られる。
Ｐｏｕｔ＝ｇ・Ｐｉｎ  ＋  ａ・ｇ・Ｎｉｎ
係数ａは、２つの効果を考慮に入れている。第１に、ｎｆが周波数に依存するので、ＡＳＥと利得スペクトラムは正確には同じ形ではなく、異なった形なる。第２に、利得平坦であるため、「有効な」利得ｇは平均利得とは異なる。
【００４４】
Ｎｉｎは、光増幅器が雑音を出さず、全てのＡＳＥが入力に印加されてそれが増幅されたとした場合の等価入力雑音と考えることできる。いずれの場合も、簡単に、
ｋ＝ａ・Ｎｉｎ
と表すことができ、
Ｐｏｕｔ＝ｇ・（Ｐｉｎ＋ｋ）      （式４）
または、
【００４５】
【数１１】
2009522886.tif 000008
【００４６】
を得ることができる。もし、破壊が無視できれば、ｋ〜０およびｇ＝ｇ＊＝Ｐｏｕｔ／ＰＩＮが予測される。
【００４７】
係数ｄは、
【００４８】
【数１２】
2009522886.tif 000009
【００４９】
であり、ＡＳＥによる電力の損失（破壊）を定義する。これは入力電力が低いとき（高利得領域）に増加する。ｄに関する式は簡単に見えるが、ｋは前もって分かってはおらず、光増幅器の型に依存しているということを忘れてはならない。さらに、利得スペクトラムと雑音指数スペクトラムは全利得によって実際には変化するので、これは正確には定数ではなくて全利得に依存する。しかし、実際の目的で使用する実用的な仮定では、少なくとも破壊が無視できないＰｉｎの範囲で、ｋは殆ど一定である。
【００５０】
破壊を打ち消す方法を見出すために、式４の両辺にｇ＊／ｇを乗ずると、
【００５１】
【数１３】
2009522886.tif 000010
【００５２】
が得られる。右辺は、ｇがｇ＊で置き換えられて、式４と同じように見える形を持つが、この式のｇ＊Ｐｉｎはまさに希望する出力チャネル電力である。式４で、左辺は全出力電力であり、従って上式は、全出力電力を増加させるだけで破壊を打ち消すことができることを示唆している。
【００５３】
【数１４】
2009522886.tif 000011
【００５４】
すなわち、
【００５５】
【数１５】
2009522886.tif 000012
【００５６】
【数１６】
2009522886.tif 000013
【００５７】
と求められる。このようにして式１は導出された。
【００５８】
式３の導出
一連の光増幅器に対して、それぞれの光増幅器はインデックスｎで識別することとし、更なる余分の電力Ｅ（ｎ）を算出するために以下を仮定する。
ｎ≧１に対して、
Ｐｏｕｔ（ｎ−１）＝Ｐ＊＋Ｄ（ｎ−１）＋Ｅ（ｎ−１）、および、
ｎ＝０に対して、
Ｐｏｕｔ（０）＝Ｐ＊＋Ｄ（０）＋Ｅ（０）＝Ｐ＊＋Ｄ（０）
式１によって、最初の光増幅器出力においては破壊を正確に打ち消すことができるので、
Ｐｏｕｔ（ｎ）＝Ｐ＊＋Ｄ（ｎ）＋Ｅ（ｎ）
となる。もし、Ｌ（ｎ）を（ｎ−１）番目とｎ番目の光増幅器の間の区間（ｓｐａｎ）減衰であるとすれば、
Ｐｉｎ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ（ｎ−１）−Ｌ（ｎ）＝Ｐ＊＋Ｄ（ｎ−１）＋Ｅ（ｎ−１）−Ｌ（ｎ）
となり、全利得は、
Ｇ（ｎ）＝Ｐｏｕｔ（ｎ）−Ｐｉｎ（ｎ）＝Ｄ（ｎ）＋Ｅ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）−Ｅ（ｎ−１）＋Ｌ（ｎ）
となり、チャネル利得は、
Ｇｃ（ｎ）＝Ｇ（ｎ）−Ｄ（ｎ）＝Ｅ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）−Ｅ（ｎ−１）＋Ｌ（ｎ）
となり、破壊補償条件は次式で表わすことができる。
Ｇｃ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）、従って、
Ｅ（ｎ）＝Ｅ（ｎ−１）＋Ｄ（ｎ−１）
である。上式の右辺における和は、チェーンの中の前段の光増幅器に対する公称全電力Ｐ＊（ｎ−１）に関わる総合した更なる余分の電力である。従って、
Ｅ（ｎ）＝［Ｐｏｕｔ（ｎ−１）−Ｐ＊（ｎ−１）］
と求められる。これによって式３が導出された。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態を示した図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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