(57)【要約】【課題】出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図る。【解決手段】光パワー検出回路４９，６５で検出されたトータルの光出力パワーから、補正回路５１が光可変減衰器４５の減衰量の補正値を求め、この補正値に基づいて、制御回路５０が下流側の光伝送路３０による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４５の減衰量を制御することで、光伝送路３０を介して次段の光増幅装置の入力端での各波長における利得を均一にし、利得波長特性の平坦化が図られる。【選択図】        図１
2006287979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され光増幅装置を構成し、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅部で増幅し、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅方法において、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御工程を含み、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅方法。
【請求項２】
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段を有し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅装置において、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段を備え、
前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅装置。
【請求項３】
光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、
前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも１つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅中継システム。
【請求項４】
上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、
光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、
前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、
前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも１つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする光増幅中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の利得や出力を波長によらず一定にするために光可変減衰器の減衰量の調整を行う光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光増幅中継システムでは、伝送距離の長距離化、伝送容量の増大に伴い、データトラヒックが急増している。このデータトラヒックの増加は、通信パフォーマンスの低下を招くこととなる。そこで、この通信パフォーマンスの低下を防止するため、波長多重伝送（ＷＤＭ）システムが普及しつつある。
【０００３】
このようなＷＤＭシステムは、例えば図６に示すように、送信端局装置１０と、受信端局装置２０と、この送信端局装置１０と受信端局装置２０を接続させる光ファイバ伝送路（以下、「光伝送路」という）３０と、この光ファイバ伝送路３０上に数段設けられた光増幅装置４０とから構成され、１心の光伝送路３０に波長の異なる複数の光信号を同時に伝送するものがある。
【０００４】
すなわち、このシステムでは、送信端局装置１０の各光送信器１１１〜１１ｎ（ｎは任意の整数）がそれぞれ異なる波長λ１〜λｎで送信された複数の光信号を、光カプラやＷＤＭカプラやアレイ導波路型光分波器（ＡＷＧ）等からなる光合波器１２で波長多重して、光増幅装置１３で光増幅した後に、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）や分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）からなる１心の伝送路３０に送信している。この多重された光信号は、例えばエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）やツリウム添加ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ）や半導体光増幅器（ＳＯＡ）等からなる数段の光増幅装置４０を経て、受信端局装置２０へ伝送することで、ハイパワーの光信号伝送を行い、長距離および大容量伝送を実現していた。
【０００５】
受信端局装置２０では、光増幅装置２１を介し光分波器２２によって、この多重された光信号を分波し、波長λ１〜λｎ毎に光受信器２３１〜２３ｎへ送出するものがあった。
【０００６】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、例えば図７に示すように、光ファイバ増幅部（以下、「光増幅部」という）４１，４２を備えている。この光増幅部４１，４２は、自動利得制御回路（以下、「ＡＧＣ」という）４３や自動光出力制御回路（以下、「ＡＬＣ」という）４４によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【０００７】
この光増幅装置４０では、光増幅部４１，４２間に光可変減衰器４５が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器４６，４７で分波された光信号における光増幅器の光入力パワーＰ１と光出力パワーＰ４を、光パワー検出回路４８，４９で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅器４２の利得Ｇ２の総和が一定になるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【０００８】
すなわち、光可変減衰器４５の減衰量Ａは、光増幅器４１の光出力パワーＰ２と光増幅器４２の光入力パワーＰ３の差
Ａ＝Ｐ２−Ｐ３            …（１）
で求まり、光増幅器４１の利得Ｇ１は、光増幅器４１の光出力パワーＰ２と光増幅器４１の光入力パワーＰ１の差
Ｇ１＝Ｐ２−Ｐ１          …（２）
で求まり、また、光増幅器４２の利得Ｇ２は、光増幅器４２の光出力パワーＰ４と光増幅器４２の光入力パワーＰ３の差
Ｇ２＝Ｐ４−Ｐ３          …（３）
で求まる。
【０００９】
次に、光増幅器４１と４２の利得は、一定になるように制御されるので、
Ｇ１＋Ｇ２＝Ｃ（一定）    …（４）
となる。ここで（４）式に（２）式と（３）式を代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＋（Ｐ４−Ｐ１）＝Ｃ
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１）
となる。したがって、（１）式からＡは、
Ａ＝Ｃ−（Ｐ４−Ｐ１）    …（５）
で求まる。
【００１０】
ここで、例えば利得の総和Ｇ１＋Ｇ２＝２０［ｄＢ］、光入力パワーＰ１＝＋２［ｄＢｍ］、光出力パワーＰ４＝＋１８［ｄＢｍ］とし、これらの値を（５）式に代入して、光可変減衰器４５の減衰量Ａを求めると、
Ａ＝２０−（１８−２）
＝４［ｄＢ］
となる。
【００１１】
この従来例における利得波長特性とレベルダイヤグラムは、図８（ａ）〜（ｃ）、図９のように表される。すなわち図８（ａ）は、光増幅器４１の利得波長特性を示し、図８（ｂ）は、光増幅器４２の利得波長特性を示し、図８（ｃ）は、光増幅器４１，４２を多段接続した場合の利得波長特性を示す特性図であり、図９は、各部の光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【００１２】
これら図から明らかなように、光増幅器４１では、光パワーＰ１をＰ２に増幅する時に、右下がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、光増幅器４２では、光パワーＰ３をＰ４に増幅する時に、右上がりの利得の波長特性を得られるように設計されており、出力端では、これらを合わせて利得波長特性がほぼ平坦になるように設計されていた。また、光可変減衰器は、利得波長特性を持たず、全波長を一様に光パワーＰ２からＰ３に減衰させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では、図８（ｃ）の利得波長特性に示すように、光増幅器４１で増幅された光信号の利得波長はほぼ平坦になるように設計されているが、この光信号が光ファイバ伝送路３０に伝送されると、非線形光学現象の１つであるＳＲＳ（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｒａｍａｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ：誘導ラマン散乱）の影響を受けてしまう。
【００１４】
すなわち、ＳＲＳは、光ファイバ伝送路中の光学フォノンとの相互作用によって短波長側の光パワーを長波長側に移行させることから、光ファイバ伝送路に入射されたＷＤＭ光信号は、このＳＲＳの影響によって長波長側の光信号が短波長側の光信号から利得を受けてしまう。このため、光ファイバ伝送路を伝送した後のＷＤＭ光信号の光パワーは、長波長側の光信号が大きくなり、その光スペクトラムは、右上がりの波長特性を持つようになる。
【００１５】
従って、光増幅器を多段接続した光増幅中継システムでは、多段接続数の増加に伴って短波長側と長波長側の光パワーの差が大きくなり、短波長側の光信号のＳ／Ｎが劣化してしまい、伝送効率が低下して光信号の伝送距離が制限されるという問題点があった。
【００１６】
また、図１０の光出力パワーとＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きとの関係に示すように、この光出力パワー（光ファイバ伝送路へ入射するトータル光パワー）が大きいほど、ＷＤＭ光信号の光スペクトラムの傾きは大きくなっていた。
【００１７】
この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光増幅方法は、少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続され光増幅装置を構成し、光伝送路を介して入力する光信号を前記光増幅部で増幅し、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅方法において、前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御工程を含み、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる請求項２の光増幅装置は、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段を有し、該検出した光パワーに応じて前記減衰器を制御する光増幅装置において、前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段を備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる請求項３の光増幅中継システムは、光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して中継する光増幅中継システムにおいて、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも１つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる請求項４の光増幅中継システムは、上り用と下り用の少なくとも２本の光伝送路に多段接続された光増幅装置で、前記光伝送路に伝搬される光信号を増幅して双方向の光中継を行う光増幅中継システムにおいて、光伝送路を介して入力する光信号を増幅する少なくとも２つの光増幅部と少なくとも１つの減衰器と分散補償型光伝送路とが接続されて構成され、前記光信号の入力光パワーと前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと外部の最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーを検出する検出手段と、前記検出された前記最終出力端に接続される伝送媒体に出力する光出力パワーと、前記伝送媒体の種類に依存する係数と、前記伝送媒体の実効長と、前記光増幅装置に依存する比例係数と、前記検出された前記分散補償型光伝送路に出力する光出力パワーと、該光出力パワーが出力される前記分散補償型光伝送路に依存する係数と、前記分散補償型光伝送路の実効長と、に基づく前記減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、該ΔＬを用いて前記減衰量を制御する制御手段と、を有する光増幅装置を少なくとも１つ備え、前記伝送媒体から出力する光パワーが一定に保たれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムは、たとえば次段の光増幅装置に繋がる光伝送路に対する光可変減衰器の減衰量の補正値をΔＬ１とし、ＤＣＦに対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とし、次段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワーをＰ６とし、このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数をβ１とし、このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長をＬｅｆｆ１とし、光増幅装置の設計に依存する比例係数をａとし、ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワーをＰ４とし、このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数β２とし、：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長をＬｅｆｆ２とし、補正値ΔＬ（＝ΔＬ１＋ΔＬ２＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ）を求め、この求めたΔＬを用いて減衰量を制御することで、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせ、伝送媒体の出力側での各波長における利得の依存性をなくし、利得を平坦（一定）にする。これにより、本発明では、光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御して、各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる光増幅方法、その装置およびその装置を用いた光増幅中継システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる光増幅装置の実施の形態１の構成を示す構成図である。この実施の形態１では、光増幅装置４０内に３つの光増幅器４１，４２，６０を備えた場合を説明する。この光増幅器４１は、自動電流制御回路（以下、「ＡＣＣ」という）によって制御され、光増幅器４２，６０は、ＡＬＣ４４，６１によって制御され、多重された光信号を一括して増幅することで、光伝送路３０の伝送損失を補償している。
【００２５】
また、この光増幅装置４０では、光増幅器４２，６０間にＤＣＦ６６が接続されている。そして、この光増幅装置４０では、光分波器５６，５７，６２，６３で分波された光信号における光増幅器４１の光出力パワーＰ２と、光増幅器４２の光入力パワーＰ３と、光増幅器６０の光入力パワーＰ５と光出力パワーＰ６を光パワー検出回路５８，５９，６４，６５で検出しており、制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅器４２の利得Ｇ２と光増幅器６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。
【００２６】
なお、この場合には、ΔＬは、次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００２７】
すなわち、光増幅器４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ      …（１２）
となる。また、光増幅器４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅器４２の利得Ｇ２は、（３）式でそれぞれも求まっており、光増幅器６０の利得Ｇ３は、光増幅器６０の光出力パワーＰ６と光増幅器６０の光入力パワーＰ５の差
Ｇ３＝Ｐ６−Ｐ５          …（１３）
で求まる。
【００２８】
ここで、（１２）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１４）
で求まる。従って、（１）からＡは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１５）
【００２９】
また、この実施の形態では、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる（最終出力端に接続される）光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ６：次段の光伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅部の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施の形態における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００３０】
このように、この実施の形態では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この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するので、光伝送路３０を介した次段の光増幅装置４０の入力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができる。
【００３１】
このため、この実施例では、チャネル数の増減などによって光伝送路へ入射される光パワーが変動しても、ＳＲＳの影響によって発生する波長多重信号の利得の傾きを自動的に一括補正して、この波長多重信号の利得の偏差を最小にすることができ、これにより各波長での光パワーが均一になり、短波長側の光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防ぎ、安定した光伝送を行えるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００３２】
（実施の形態２）
図２は、光増幅装置４０内に３つの光増幅器４１，４２，６０を備え、かつ上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報に基づいて光可変減衰器４５の減衰量を制御する場合の一実施の形態を示す構成図である。この光増幅装置４０では、実施の形態２と同様に、制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、次段の光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。
【００３３】
制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅器４２の利得Ｇ２と光増幅器６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、前段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００３４】
すなわち、光増幅器４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ      …（１６）
となる。また、光増幅器４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅器４２の利得Ｇ２は、（３）式で、光増幅器６０の利得Ｇ３は、（１３）式でそれぞれ求まっている。
【００３５】
ここで、（１６）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１７）
で求まる。従って、（１）式から減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１８）
で求まる。
【００３６】
また、この実施の形態でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅部の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施の形態における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００３７】
このように、この実施の形態では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この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する。
【００３８】
この実施の形態２では、光増幅装置４０に入力する光信号の利得波長特性の傾きが、波長が大きくなる右上がりに大きくなるので（図８（ｂ）参照）、この利得波長特性を打ち消すように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００３９】
これにより、この実施の形態２では、光増幅装置４０の出力端での各波長における利得が均一となり（図８（ｃ）参照）、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができる。このためこの実施の形態２では、チャネル数の増減などによって光伝送路へ入射される光パワーが変動しても、ＳＲＳの影響によって発生する波長多重信号の利得の傾きを自動的に一括補正して、この波長多重信号の利得の偏差を最小にすることができ、これにより各波長での光パワーが均一になり、短波長側の光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防ぎ、安定した光伝送を行えるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００４０】
（実施の形態３）
図３は、光増幅装置４０内に３つの光増幅器４１，４２，６０を備え、かつ上流側の光伝送路に入射された光出力パワーの情報に基づいて光可変減衰器４５の減衰量を制御する場合の一実施の形態を示す構成図である。この光増幅装置４０では、実施の形態２と同様に、制御・監視信号受信回路５２は、上流側の光伝送路に入射された光出力パワーＰ０６の情報を、光分波器５４を介して制御・監視信号として受信し、前段の光増幅装置４０と自装置間の光伝送路３０で発生したＳＲＳの影響による利得の傾きと逆の傾きを持たせるように、制御回路５０によって光可変減衰器４５の減衰量を制御している。また、この制御・監視信号送信回路５３は、次段の光伝送路３０に入射された光出力パワーを、図示しない次段の光増幅装置へ伝送している。
【００４１】
制御回路５０は、光増幅部４１の利得Ｇ１と光増幅器４２の利得Ｇ２と光増幅器６０の利得Ｇ３の総和がＣ＋ΔＬになるように、この光可変減衰器４５の減衰量Ａを制御している。なお、この場合には、ΔＬは、前段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ１と、ＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値であるΔＬ２とを合わせたΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２の値からなる。
【００４２】
すなわち、光増幅器４１と４２と６０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ      …（１６）
となる。また、光増幅器４１の利得Ｇ１は、（２）式で、光増幅器４２の利得Ｇ２は、（３）式で、光増幅器６０の利得Ｇ３は、（１３）式でそれぞれ求まっている。
【００４３】
ここで、（１６）式に（２）式と（３）式と（１３）式を代入すると、
（Ｐ２−Ｐ１）＋（Ｐ４−Ｐ３）＋（Ｐ６−Ｐ５）＝Ｃ＋ΔＬ
となる。そして、上記の式から光可変減衰器４５の減衰量（Ｐ２−Ｐ３）は、
（Ｐ２−Ｐ３）＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１７）
で求まる。従って、（１）式から減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ１）−（Ｐ６−Ｐ５）…（１８）
で求まる。
【００４４】
また、この実施の形態でも、上述した（８）式〜（１１）式に基づいて光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ（実際にはΔＬ１とΔＬ２を求めて加算する）を求めることができる。すなわち、この次段の光増幅装置に繋がる光伝送路３０に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ１は、
ΔＬ１＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ
ここで、Ｐ０６：前段の伝送路へ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β１：このトータル光パワーが入射される光伝送路に依存する係数［１
／（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ１：このトータル光パワーが入射される光伝送路の実効長［ｋｍ］
ａ：自装置の光増幅器の設計に依存する比例係数
（単位：［１／ｎｍ］）
となり、また、このＤＣＦ６６に対する光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬ２は、
ΔＬ２＝４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
ここで、Ｐ４：ＤＣＦへ入射される光信号のトータル光パワー［Ｗ］
β２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦに依存する係数［１／
（Ｗ・ｋｍ・ｎｍ）］
Ｌｅｆｆ２：このトータル光パワーが入射されるＤＣＦの実効長［ｋｍ］
となる。従って、この実施の形態における光可変減衰器の減衰量の補正値ΔＬは、
ΔＬ＝ΔＬ１＋ΔＬ２
＝４．３４・（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）／ａ＋４．３４・（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）／ａ
＝４．３４・｛（β１・Ｐ０６・Ｌｅｆｆ１）＋（β２・Ｐ４・Ｌｅｆｆ２）｝／ａ
となる。
【００４５】
このように、この実施の形態では、ＤＣＦおよび光伝送路でのＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きを補正するために、上流側の光伝送路の光出力パワーの検出結果から光可変減衰器の減衰量の補正値を求めて、この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するので、図２の実施の形態２と同様に、光増幅装置４０の出力端での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が図られ、伝送効率を向上させることができる。このためこの実施の形態３では、チャネル数の増減などによって光伝送路へ入射される光パワーが変動しても、ＳＲＳの影響によって発生する波長多重信号の利得の傾きを自動的に一括補正して、この波長多重信号の利得の偏差を最小にすることができ、これにより各波長での光パワーが均一になり、短波長側の光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防ぎ、安定した光伝送を行えるとともに、ＤＣＦでのＳＲＳの影響を防ぐことができ、さらに伝送効率を向上できる。
【００４６】
（実施の形態４）
次に、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施の形態を図４に示す。なお、この実施の形態では、この発明にかかる光可変減衰器が内蔵されていない光増幅装置７０，７１とこの発明にかかる光増幅装置４０が１本の光伝送路３０上に接続されているシステムが示されている。
【００４７】
このシステムでは、光増幅装置７０，７１は、利得の波長特性の傾きを制御することができないので、そこで発生した利得の傾きも光増幅装置４０で制御している。光増幅装置７０，７１の光出力パワーＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの情報は、監視・制御信号として各光増幅装置７０，７１の制御・監視信号送信回路から光増幅装置４０へ伝送される。なお、この光出力パワーＰ１ａ，Ｐ２ａは、図３に示した中間光出力パワーＰ０４に相当し、この光出力パワーＰ１ｂ，Ｐ２ｂは、図３に示した光出力パワーＰ０６に相当する。
【００４８】
このシステムに用いられる光増幅装置４０は、光出力パワーの情報を伝送できる装置である必要があるので、図２、図３に示した制御・監視信号の送信回路と受信回路を備えたものが、構成上必須となる。
【００４９】
光増幅装置４０の制御・監視信号送信回路は、例えばポーリング要求などによって光増幅装置７０，７１から光出力パワーの情報を得ることができる。他の光増幅装置から光伝送路３０を介して光増幅装置４０宛の制御・監視信号を取り込んだ光可変減衰器を有さない光増幅装置では、光増幅部を経由した後、再び光伝送路３０に上記制御・監視信号を送出している。なお、制御・監視信号は、主信号と別の波長の光信号であって、かつ光増幅装置の増幅波長帯域外でも、またはこの帯域内でも良く、例えば光増幅装置の増幅波長帯域内の場合には、光増幅装置によって光増幅された後に送出される。
【００５０】
このように、この実施の形態では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させて光増幅中継システムを構築するので、各光増幅装置における光パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、これにより各波長における利得の平坦化を図り、伝送効率を向上できる。
【００５１】
（実施の形態５）
図５は、上述したこの発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施の形態の構成を示すシステム構成図である。図において、このシステムでは、上り用および下り用の２本の光伝送路１，２を設け、各光伝送路１，２に複数の光増幅装置４０，７０〜７３，８０〜８４をそれぞれ多段接続させた場合を示しており、これら光増幅装置の少なくとも１つにこの発明にかかる光増幅装置４０が設けられている。
【００５２】
そして、光増幅装置４０の上流側にも、下流側にも光可変減衰器を内蔵していない複数の光増幅装置７０〜７３が存在する場合には、これら光増幅装置７０〜７３で発生した光出力パワーＰ１ａ〜Ｐ５ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ５ｂの情報が光増幅装置４０へ伝送されている。なお、下流側の光増幅装置７２，７３の光出力パワーＰ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ５ａ，Ｐ５ｂの情報は、監視用モジュールＳＶおよび光増幅装置８２〜８４を介して光増幅装置４０へ伝送されている。
【００５３】
この光増幅装置４０は、これら光増幅装置における光出力パワーの検出結果からＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御する。
【００５４】
このように、この実施の形態５では、この発明にかかる光増幅装置を少なくとも１つ接続させた上り用および下り用の光伝送路を有し、双方向伝送を行う光増幅中継システムを構築するので、図４の実施の形態４と同様の効果を得ることができるとともに、下流側の光パワーの検出結果も受信できて、上下流に関わりなくＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるように光可変減衰器の減衰量を制御でき、目標とする段の光増幅装置での各波長における利得が均一となり、利得波長特性の平坦化が可能となり、さらに伝送効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態１の構成を示す構成図である。
【図２】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態２の構成を示す構成図である。
【図３】この発明にかかる光増幅装置の実施の形態３の構成を示す構成図である。
【図４】この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの一実施の形態の構成を示すシステム構成図である。
【図５】この発明にかかる光増幅装置を用いた光増幅中継システムの他の実施の形態の構成を示すシステム構成図である。
【図６】従来のＷＤＭシステムの構成の一例を示す構成図である。
【図７】図６に示される光増幅装置の構成の一例を示す構成図である。
【図８】図７に示した各部の利得波長特性を示す特性図である。
【図９】同じく、各部における光パワーを示すレベルダイヤグラムを示す図である。
【図１０】光出力パワーとＷＤＭ信号の光スペクトラムの傾きの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２，３０  光ファイバ伝送路（光伝送路）
１０  送信端局装置
１２，５５  光合波器
１３  光増幅装置
２０  受信端局装置
２１，４０，７０〜７３，８０〜８４  光ファイバ増幅装置（光増幅装置）
２２，４６，４７，５４，５６，５７，６２，６３  光分波器
４１，４２，６０  光増幅器
４５  光可変減衰器
４８，４９  光パワー検出回路
５０  制御回路
５１  補正回路
５２  制御・監視信号受信回路
５３  制御・監視信号送信回路
５８，５９，６４，６５  光パワー検出回路
１１１〜１１ｎ  各光送信器
２３１〜２３ｎ  光受信器
【図１】
2006287979.tif 000003
【図２】
2006287979.tif 000004
【図３】
2006287979.tif 000005
【図４】
2006287979.tif 000006
【図５】
2006287979.tif 000007
【図６】
2006287979.tif 000008
【図７】
2006287979.tif 000009
【図８】
2006287979.tif 000010
【図９】
2006287979.tif 000011
【図１０】
2006287979.tif 000012