(57)【要約】【課題】  波長多重数の減少や光信号波長の減設の際にも、光出力を一定に制御する。【解決手段】  運用系のインバンドＡＬＣ制御の段階で、プローブ光断となる状態に備え、冗長制御となるトータルＡＬＣ制御の出力レベル目標値を、監視制御部２２が記憶する現在の波長数情報から１波引いた値にして、トータル目標設定部２９に待機させる。これによりプローブ光断から、波長数情報が転送されて更新されるまでの遅延時間に関わらず、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御へ、他の光信号波長へ影響をおよぼすことなく切替えることができる。また、トータル出力比較部２４からの出力をプローブ光比較部１４にフィードバックし、トータル出力比較値とプローブ光出力比較値のレベルを一致させる。これにより、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御へと切替わった際のレベル変動を低減でき、光増幅器の出力レベルを一定に保つことが可能となる。【選択図】  図４
2006202903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路から入力された予め定められた波長のプローブ光を含む波長多重光を増幅して出力する光増幅装置であって、
入力された波長多重光から検出される予め定められた波長のプローブ光と、設定されるプローブ光目標値とに基づき、光出力を制御するインバンドＡＬＣ制御手段と、
入力された波長多重光から検出される、波長多重光の全波長を含むトータル光と、設定されるトータル光目標値とに基づき、光出力を制御するトータルＡＬＣ制御手段と、
前記インバンドＡＬＣ制御手段の出力と前記トータルＡＬＣ制御手段の出力のいずれかを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記インバンドＡＬＣ制御手段の出力又はトータルＡＬＣ制御手段の出力に応じた制御信号を出力する駆動回路と、
前記駆動回路からの制御信号に従い駆動電流が制御され、励起光を送出する励起光源と、
光伝送路からの波長多重光と前記励起光源からの励起光とを入力して、入力された波長多重光を増幅するための光ファイバと、
光伝送路内の波長数情報を記憶する監視制御部と、
前記監視制御手段に記憶された波長数情報から１波引いた値を保持し、その値に従いトータル目標値を設定するトータル目標設定部と、設定されるトータル光目標値と、前記トータルＡＬＣ制御手段の出力との比を求めて、該比を現在のプローブ光目標値に乗ずることにより求められた新たなプローブ光目標値を出力するプローブ光目標設定部とを有する目標値演算部と、
プローブ光が断のとき、前記選択部により前記インバンドＡＬＣ制御と前記トータルＡＬＣ制御が切り替えるためのプローブ光断検出部と
を備えた前記光増幅装置。
【請求項２】
前記目標値演算部は、
トータルＡＬＣ制御手段の出力を検出するトータルレベルモニタ部と、
設定されるトータル光目標値を基準とした、前記トータルＡＬＣ制御手段の出力の比を求め、該比を予め保持された現在のプローブ光目標値に乗じて、新たなプローブ光目標値を求めるレベル偏差計算部と
をさらに有し、
前記プローブ光目標設定部は、前記レベル偏差計算部で求められた値に基づき、プローブ光目標値を前記インバンドＡＬＣ制御手段に出力する請求項１に記載の光増幅装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記インバンドＡＬＣ制御手段を選択し、
前記監視制御部は、隣接する伝送装置から波長数情報を定期的に取得して記憶し、
前記選択部は、プローブ光断となった場合に、その選択を前記インバンドＡＬＣ制御手段から前記トータルＡＬＣ制御手段に切り替え、
前記トータル目標設定部は、少なくともプローブ光断から前記監視制御部が新たな波長数情報を取得するまでの間、前記監視制御部に記憶された波長数情報から１波引いた値に従いトータル光目標値を設定する請求項１又は２に記載の光増幅装置。
【請求項４】
前記トータルＡＬＣ制御手段は、
前記光ファイバにより増幅された波長多重光からトータル光を検出するトータルモニタ手段と、
前記トータルモニタ手段からの出力と、前記トータル目標設定部からの出力との差分に応じた信号を前記選択部に出力するトータル比較部と
を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の光増幅装置。
【請求項５】
前記インバンドＡＬＣ制御手段は、
前記光ファイバにより増幅された波長多重光からプローブ光を通過させるフィルタと、
前記フィルタを通過したプローブ光を検出するプローブ光モニタ手段と、
前記プローブ光モニタ手段からの出力と、前記プローブ光目標設定部からの出力との差分に応じた信号を前記選択部に出力するプローブ光比較部と
を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅装置に係り、特に、波長多重光伝送システムを構成する光増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量データ通信を必要とする大規模拠点間の基幹回線や、都市内エリアの中規模データ通信回線に、波長多重技術（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）を利用した伝送装置が用いられている。これらはＷＤＭ伝送装置と呼ばれ、１本の光ファイバに複数の波長の異なる光信号を波長多重することにより、大容量データ通信を経済的に実現する装置である。
図１に、ＷＤＭ伝送装置を用いたネットワークの一例を示す。３０１のＷＤＭ伝送装置には、３０４のＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）伝送装置や、３０２のルータ装置を介して、３０３のサーバ装置が接続されている。また、３０１のＷＤＭ伝送装置と、３０８のＷＤＭ伝送装置とは、３０５、３０７の光ファイバと、途中に配置された３０６の光増幅装置により接続されている。
３０８のＷＤＭ伝送装置には３０１のＷＤＭ伝送装置と同様に、３１１のＳＤＨ伝送装置や、３０９のルータ装置を介して、３１０のクライアント装置が接続されている。３０１のＷＤＭ伝送装置は、３０２、３０４の装置より入力された光信号を、特定波長の光信号に変換する。変換処理を実施した後、これら複数の光信号を波長多重して、例えば３０５の光ファイバへと送出する。送出された光信号は、３０５の光ファイバを通過することにより減衰してしまうが、途中に配置された６の光増幅装置で所定のレベルまで増幅されることにより、３０７の光ファイバを経由して、３０８のＷＤＭ伝送装置にて光信号を受信することが可能となる。
３０８のＷＤＭ伝送装置は、受信した光信号の波長分離および、ＳＤＨ伝送装置またはルータ装置の光信号に逆変換して、３１１のＳＤＨ伝送装置や、３０９のルータ装置を介して３１０のクライアント装置へと信号を送出する。上記動作により３０３のサーバ装置と、３１０のクライアント装置間での通信が可能となる。
ＷＤＭ伝送を行なうにあたり重要なことのひとつは、光信号の品質である。光増幅器に用いられる希土類添加光ファイバは、光増幅後の出力に波長間偏差を生ずるため、光増幅器により多段中継すると、Ｓ／Ｎ比等の品質が低下してしまう。よって光増幅器に求められる特性は、波長毎のレベル偏差が少ないこと、スパン損変動や波長数変動による影響を受けにくいことである。
【０００３】
従来、波長数変動やスパン損変動に対応するための手段としては、１波の波長数に依存しないプローブ光を使用して、光出力を一定制御するインバンドＡＬＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：光出力一定制御）がある。しかしこの方法は、プローブ光に異常が発生して断した場合、制御対象を失ってしまうので、光増幅器の増幅レベルを正確に制御出来ない場合がある。その結果、受信側装置でＳ／Ｎ比が低下したり、さらに、光レベルが受信範囲を越えてしまい、信号断となる可能性もある。
このような事態を回避する手段として、冗長制御として、トータル光で光出力を一定制御するトータルＡＬＣ制御を備え、プローブ光異常を検出後即座に、冗長制御のトータルＡＬＣ制御に切替えを行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
図２に、光増幅装置の装置構成の一例を示す。図２を参照して、光増幅及び波長数情報の取得の概略を説明する。３０６の光増幅装置に隣接ＷＤＭ装置（例えばＷＥＳＴとする）より光信号が入力されると、１０１の波長分離フィルタにて監視光信号を分離する。監視光信号とは、ＷＤＭ装置、光増幅装置を監視および制御する信号のことである。分離された監視光信号は、２２の監視制御部に入力される。２２の監視制御部はこの監視光信号の情報に基づき、１０２の光増幅器の制御を行う。
【０００４】
１０１の波長分離フィルタを通過した光信号は、１０２の光増幅器に入力され、上記制御により増幅された後、１０３の波長合波フィルタへ信号を出力する。このとき２２の監視制御部は、隣接ＷＤＭ装置（例えばＥＡＳＴとする）への監視光信号を挿入するため、１０３の波長合波フィルタへ監視光信号を出力する。１０３の波長合波フィルタは上記信号を合波し、合波された光信号は隣接ＷＤＭ装置（ＥＡＳＴ）へ出力される。上記動作により隣接するＷＤＭ伝送装置において、運用されている波長数等の情報の転送を行なっている。
図３に、従来の光増幅器のブロック図の一例を示す。光増幅器に入力された光信号は、２０１の光カプラ、２０２の光合波器を通過し、２０３のエルビウム添加光ファイバに入力される。エルビウム添加光ファイバにはさらに、２０７の励起光源より出力された励起光が、２０２の光合波器により合波されて入力される。これにより、２０３のエルビウム添加光ファイバに入力された多重光は増幅を受け出力される。
出力された光信号は、２０４の光カプラを通過して回線に出力され、一部は分岐されて５の光カプラに入力される。２０５の光カプラにより分岐された出力の一方は、２０８のトータルモニタＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）でモニタされる。また、他方の出力は、プローブ光のみを通過させる２０９のフィルタを通過した後、２１０のプローブ光モニタＰＤでモニタされる。
【０００５】
２０８のトータルモニタＰＤでモニタされたトータル出力モニタ信号は、２１２のトータル比較部へ出力される。２１２のトータル比較部は、上述のトータル出力モニタ信号と、２１５の目標値演算部により出力されたトータル出力目標値を比較する。そして差分を２１３の選択部に伝えることにより、トータル光で光増幅器の光出力を制御動作している。このときのトータル出力目標値は、２１５の目標値演算部で２２２の監視制御部より得られた波長数情報を基に、トータル光で１波長あたりの出力が所定の値となるように演算された値である。
２１３の選択部によって、２１２のトータル比較部が選択されている場合には、２１２のトータル比較部の出力が２１１の駆動回路に入力される。そして、トータル出力モニタ信号がトータル出力目標値となるように、２０７の励起光源の駆動電流が制御される。上記制御方法をトータルＡＬＣ制御としている。
また、２１０のプローブ光モニタＰＤでモニタされたプローブ光出力モニタ信号は、２１４のプローブ光比較部で、２１５の目標値演算部により決定されたプローブ光出力目標値と比較される。このときのプローブ光出力目標値は、２１５の目標値演算部で２２２の監視制御部より得られた波長数情報を基に、プローブ光で１波長あたりの出力が所定の値となるように演算された値である。
【０００６】
２１４のプローブ光比較部により出力された差分は、２１３の選択部に出力される。２１３の選択部によって２１４のプローブ光比較部が選択されている場合には、２１４のプローブ光比較部の出力が２１１の駆動回路に入力される。そして、プローブ光出力モニタ信号がプローブ光出力目標値となるように、２０７の励起光源の駆動電流が制御される。上記制御方法をインバンドＡＬＣ制御としている。
また、光増幅器に入力された光信号は、２０１の光カプラによりその一部が分岐され、２０６の入力光検出部でモニタされる。２０６の入力光検出部でモニタされた入力モニタ信号と、上述の２０８のトータルモニタＰＤのトータル出力モニタ信号とから、２１６の利得演算部で利得を算出し、算出結果を利得モニタ信号（利得モニタ値）として２１７の比較器および２２０の利得閾値設定部へと出力する。２２０の利得閾値設定部は、２１６の利得演算部からの利得モニタ値を記憶するための記憶回路を有し、前状態の利得モニタ値を学習し、予め設定された閾値を利得モニタ値に加算し利得閾値として出力する。さらに、２２１の出力異常検出部は、光増幅器の出力が異常となった際に確実に利得異常を検出させるために、２０８のトータルモニタＰＤからのトータル出力モニタ信号と、２１５の目標値演算部からのトータル出力目標値とを比較する。また、２２１の出力異常検出部は、トータル出力モニタ信号とトータル出力目標値との差が、予め定められた閾値を超えた場合は、２２０の利得閾値設定部に出力異常信号を通知する。出力異常信号を受けた２２０の利得閾値設定部は、上記利得閾値の更新をやめ、前状態の利得閾値を出力する。
２１７の比較部は、２１６の利得演算部からの利得が２２０の利得閾値設定部からの利得閾値を超えた場合に、信号を２１８のＯＲゲートに出力する。また、２１９のプローブ光断検出部は、２１０のプローブ光モニタＰＤの出力を監視して、プローブ断となった場合に、信号を２１８のＯＲゲートへ出力する。２１８のＯＲゲートは、２１７の比較器又は２１９のプローブ光断検出部から信号を受信すると、２１３の選択部を切り替えるための信号を２１３の選択部へ出力する。
【０００７】
図３の光増幅器は、通常はインバンドＡＬＣ制御であるが、光増幅器の利得モニタ値が予め設定した閾値を超過した場合に、２１３の選択部にて信号光全体をモニタするトータルＡＬＣ制御に切替えることにより、光増幅器の増幅レベルを正常に保ち、他の信号波長への影響、つまりＳ／Ｎ比低下、光レベル変動等の要因を低減している。
【特許文献１】特開２００３−２７３４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示すような従来の方法では、１３の選択部により、通常はインバンドＡＬＣ制御で動作し、冗長制御としてトータルＡＬＣ制御に切替える動作により光増幅を行っていた。しかしながら、プローブ光断等の異常が発生した場合、トータル光波長数が減少となり、その後光増幅器は、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御に切替える動作を行う。このとき、トータル光波長数が減少となってから、増幅器で保持している波長数情報が、トータル光波長数と同じ波長数に更新されるまでには遅延が生じる場合がある。この遅延により、ある一定期間、インバンドＡＬＣ制御時使用していた波長数情報が、トータルＡＬＣ制御に切替わってからも引き続き使用されるという課題があった。本来であれば、トータルＡＬＣ制御に切替わった時点で保持している波長数情報も、プローブ光断をふまえた波長数情報に更新されなくてならない。
上述したような事象がＷＤＭ伝送装置にて発生した場合、ＷＤＭ伝送装置間で転送される波長数情報は、転送される際の遅延時間が、数ミリ秒から数秒と大きいため、この間、光増幅器の増幅レベルを正確に制御出来ない可能性がある。また、Ｓ／Ｎ比が低下したり、さらには、相手側装置での光受信レベル許容範囲を越えてしまい、信号断となる影響を与える可能性があった。
そこで本発明は、以上の点に鑑み、ＷＤＭ伝送装置を用いた光ネットワークにおいて、プローブ光異常による波長多重数の減少や、光信号波長の減設の際にも、他の光信号波長に影響を及ぼすことなく、光出力を一定に制御できる光増幅器を提供することを目的とする。また、本発明は、光増幅器において、他の光信号波長に影響を及ぼすことなく、制御方法をインバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御に切替えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための手段のひとつとして、本発明ではインバンドＡＬＣ制御の段階で、プローブ光が断となる状態に備え、予め冗長制御となるトータルＡＬＣ制御の出力レベル目標値を、現在の波長数情報から１波引いた設定値にして待機させておく。これによりプローブ光断から、波長数情報が転送されて更新されるまでの遅延時間に対する課題が解決され、インバンドＡＬＣ制御から、冗長のトータルＡＬＣ制御へ、他の光信号波長へ影響をおよぼすことなく切替えることが可能となる。
また、他の手段として、トータル出力比較値をプローブ光比較部にフィードバックさせることにより、トータル出力比較値とプローブ光出力比較値のレベルを一致させる。これにより、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御へと切替わった際のレベル変動を低減でき、光増幅器の出力レベルを一定に保つことが可能となる。
【００１０】
本発明の解決手段によると
光伝送路から入力された予め定められた波長のプローブ光を含む波長多重光を増幅して出力する光増幅装置であって、
入力された波長多重光から検出される予め定められた波長のプローブ光と、設定されるプローブ光目標値とに基づき、光出力を制御するインバンドＡＬＣ制御手段と、
入力された波長多重光から検出される、波長多重光の全波長を含むトータル光と、設定されるトータル光目標値とに基づき、光出力を制御するトータルＡＬＣ制御手段と、
前記インバンドＡＬＣ制御手段の出力と前記トータルＡＬＣ制御手段の出力のいずれかを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記インバンドＡＬＣ制御手段の出力又はトータルＡＬＣ制御手段の出力に応じた制御信号を出力する駆動回路と、
前記駆動回路からの制御信号に従い駆動電流が制御され、励起光を送出する励起光源と、
光伝送路からの波長多重光と前記励起光源からの励起光とを入力して、入力された波長多重光を増幅するための光ファイバと、
光伝送路内の波長数情報を記憶する監視制御部と、
前記監視制御手段に記憶された波長数情報から１波引いた値を保持し、その値に従いトータル目標値を設定するトータル目標設定部と、設定されるトータル光目標値と、前記トータルＡＬＣ制御手段の出力との比を求めて、該比を現在のプローブ光目標値に乗ずることにより求められた新たなプローブ光目標値を出力するプローブ光目標設定部とを有する目標値演算部と、
プローブ光が断のとき、前記選択部により前記インバンドＡＬＣ制御と前記トータルＡＬＣ制御が切り替えるためのプローブ光断検出部と
を備えた前記光増幅装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＷＤＭ伝送装置を用いた光ネットワークにおいて、プローブ光異常による波長多重数の減少や、光信号波長の減設の際にも、他の光信号波長に影響を及ぼすことなく、光出力を一定に制御できる光増幅器を提供することができる。また、本発明によると、光増幅器において、他の光信号波長に影響を及ぼすことなく、制御方法をインバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御に切替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図４に、本発明による光増幅器のブロック図を示す。
光増幅器は、インバンドＡＬＣ制御手段と、トータルＡＬＣ制御手段と、選択部１３と、駆動回路１１と、励起光源７と、エルビウム添加光ファイバ３と、監視制御部２２と、目標値演算部１５とを備える。また、インバンドＡＬＣ制御手段は、例えば、フィルタ９とプローブ光モニタＰＤ１０とプローブ光比較部１４を有する。トータルＡＬＣ制御手段は、例えば、トータルモニタＰＤ８とトータル比較部１２を有する。なお、エルビウム添加光ファイバ３は、適宜の光ファイバであってもよい。
インバンドＡＬＣ制御手段は、例えば、入力された波長多重光から検出される予め定められた波長のプローブ光と、設定されるプローブ光目標値とに基づき、光出力を制御する。トータルＡＬＣ制御手段は、例えば、入力された波長多重光から検出される、波長多重光の全波長を含むトータル光と、設定されるトータル光目標値とに基づき、光出力を制御する。
光伝送路から光増幅器に入力された光信号（例えば、波長多重光）は、光カプラ１、光合波器２を通過し、エルビウム添加光ファイバ３に入力され、さらに励起光源７より出力された励起光により合波されることにより増幅を受け出力される。出力された光信号は光カプラ４を通過して回線に出力され、一部は分岐されて光カプラ５に入力される。
光カプラ５により分岐された出力の一方は、トータルモニタＰＤ８でモニタされる。例えば、波長数が１６の時、トータルモニタＰＤ８では、１６波多重された光信号が電気信号に変換される。また、光カプラ６からの出力の他方は、プローブ光１波のみを通過させるフィルタ９を通過した後、プローブ光モニタＰＤ１０でモニタされて電気信号（例えば、電圧値）に変換される。
【００１３】
なお、本実施の形態において、トータル光は、例えば波長多重された光信号において、全波長を含む光信号である。また、プローブ光は、例えば波長多重された光信号において、予め定められた１波長の光信号である。
プローブ光モニタＰＤ１０でモニタされたプローブ光出力モニタ信号は、プローブ光比較部１４で、まずプローブ光モニタ増幅部２５にて増幅される。なお、プローブ光モニタ増幅部２５及びトータルモニタ増幅部２３の増幅率は、予め設定されることができる。増幅されたプローブ光出力モニタ信号は、プローブ光エラーアンプ部２６へと出力される。プローブ光エラーアンプ部２６には、例えば運用されている波長数の情報を監視する監視制御部２２から波長数情報を得たプローブ光目標設定部２８により、プローブ光目標値が与えられている。監視制御部２２は、例えば、上述の図２の構成及び動作により光伝送路内の波長数情報を得ることができる。プローブ光エラーアンプ部２６は、増幅されたプローブ光出力モニタ信号とプローブ光目標値とを比較し、差分を選択部１３に出力する。
一例として、波長数が１６で１波長あたりの目標出力が＋６．５ｄＢｍの場合、プローブ光目標値＋６．５ｄＢｍに相当する電圧値がプローブ光目標設定部２８によりプローブ光エラーアンプ部２６に与えられる。プローブ光エラーアンプ部２６は、与えられた電圧値とプローブ光出力モニタ信号とを比較し、差分のプローブ光比較値に相当する電圧値を選択部１３に出力する。なお、電圧値に限らず、電流値やデジタル値を出力するように適宜構成してもよい。
選択部１３によってプローブ光比較部１４が選択されている場合には、プローブ光比較部１４の出力が駆動回路１１に入力される。駆動回路１１が、プローブ光比較値の電圧値に応じて、励起光源７の作用量（例えば、駆動電流）を制御することにより、プローブ光出力モニタ信号がプローブ光目標値となるようなインバンドＡＬＣ制御となる。励起光源７は、駆動回路１１からの制御信号に従い励起光を送出する。光ファイバ３は、光伝送路からの波長多重光と励起光源７からの励起光とを入力して、入力された波長多重光を増幅する。
【００１４】
また、トータルモニタＰＤ８でモニタされたトータル出力モニタ信号は、トータル比較部１２で、まずトータルモニタ増幅部２３にて増幅される。増幅されたトータル出力モニタ信号は、トータルエラーアンプ部２４へと出力される。トータルエラーアンプ部２４には、監視制御部２２より波長数情報を得たトータル目標設定部２９により、波長数をＮ−１と予測したトータル目標値が与えられる。ここで、Ｎは、例えば監視制御部２２で保持される波長数である。トータルエラーアンプ部２４は、増幅されたトータル出力モニタ信号とトータル目標値とを比較し、差分を選択部１３に出力する。
一例として、波長数が１６（Ｎ＝１６）で１波長あたりの目標出力が＋６．５ｄＢｍの場合、トータル出力モニタ信号は＋１８．５ｄＢｍとなる。トータル目標設定部２９よりＮ−１予測された１５波のトータル目標値は＋１８．３ｄＢｍとなり、このトータル目標値に相当する電圧値がトータルエラーアンプ部２４に与えられる。トータルエラーアンプ部２４は、トータル目標値と増幅されたトータルモニタ出力信号との差分のトータル比較値に相当する電圧値を選択部１３に出力する。なお、電圧値に限らず、電流値やデジタル値を出力するように適宜構成してもよい。
なお、トータルエラーアンプ部２４に入力されるＮ波のトータル光とＮ−１波のトータル目標値は、波長数の差分は１波であるが、合波されているため出力量の差分は１波の時と異なる。例えば、１波５ｄｂｍの波長を、２波合波すると８ｄｂｍになり、３波合波すると９．８ｄｂｍになる。３波（例えば、Ｎ）と２波（例えば、Ｎ−１）の差分は、１．８ｄｂｍとなる。
選択部１３によってトータル比較部１２が選択されている場合には、トータル比較部１２の出力が駆動回路１１に入力される。駆動回路１１は、トータル比較値の電圧値に応じて、励起光源７の駆動電流を制御することにより、トータル出力モニタ信号がトータル目標値となるようなトータルＡＬＣ制御となる。
光増幅器は、通常インバンドＡＬＣ制御で動作し、冗長制御としてトータルＡＬＣ制御を備える。冗長制御として待機しているトータルＡＬＣ制御において、目標値演算部１５内のトータル目標設定部２９で、監視制御部２２より得られる現在の波長数情報から、１波引いた値を目標値とすることにより、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御へと切替わった際のレベル変動を低減し、光増幅器の出力レベルを一定に保つことが可能となる。なお、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御への切り替えは、例えば、選択部１３、入力光検出部６、利得演算部１６、比較器１７、ＯＲゲート１８、プローブ光断検出部１９、利得閾値設定部２０により行われ、これら各部の動作は従来と同様とすることができる。
【００１５】
トータル比較部１２からの信号は、トータルレベルモニタ部２７にてデジタル値に変換された後、レベル偏差計算部３１に入力される。また、プローブ光比較部１４からの信号は、プローブ光レベルモニタ部３０にてデジタル値に変換された後、レベル偏差計算部３１に入力される。レベル偏差計算部３１では２つの入力された値により、トータルエラーアンプ２４の出力と、プローブ光エラーアンプ２６の出力が一致するように演算を行ない、その結果を偏差としてプローブ光目標設定部２８に伝える。
例えば、レベル偏差計算部３１は、出力が一致するような演算として、入力された値の差分若しくは比率等を求める、又は、その結果に予め設定された定数を乗じるなどの演算の他、適宜の演算をすることができる。また、例えば、レベル偏差計算部３１は、トータル目標値を基準とした、トータルモニタ信号の比率（トータルエラーアンプ出力）を現在のプローブ光目標値に乗数する演算を行い、新たなプローブ光目標値を求めることができる。現在のプローブ光目標値は、以前に求められたプローブ光目標値を予め保持したものを用いることができる。なお、プローブ光レベルモニタからの値は、直接プローブ目標値の設定には関係しないが、入力される２つの値（トータルレベルモニタからの値、プローブ光レベルモニタ値）の比較に用いられることができる。プローブ光目標値を変化させることにより、トータルエラーアンプ出力を０レベル（トータル目標値＝トータルモニタ信号）に近づける。
プローブ光目標設定部２８は演算された偏差に相当する電圧値をプローブ光エラーアンプ２６に与える。プローブ光目標設定部２８は、レベル偏差計算部３１にて計算された値をＤ／Ａ変換し、変換された値をプローブ光エラーアンプ２６へ与える。また、プローブ光目標値は、波長数Ｎにより変動するため、入力される波長数情報Ｎが目標値決定の情報として用いられる。
【００１６】
トータルエラーアンプ出力値２４と、プローブ光エラーアンプ出力値２６を一致させることにより、選択部１３によりインバンドＡＬＣ制御から、トータルＡＬＣ制御に切替えた際にも、光増幅器の出力レベルを一定に保つことが可能となる。
さらに出力異常検出部２１には監視制御部２２より波長数情報と、トータルモニタＰＤのモニタ信号が入力される。出力異常検出部２１は、トータル出力中のプローブ光の光レベルが徐々に低下して、予め設定された利得閾値を越えて光増幅器が出力異常となった際の利得異常を確実に検出するための動作をしている。
図５に、本実施の形態における光増幅器のＡＬＣ制御動作の概略をフローチャートを用いて模式的に示す。装置電源ＯＮで光増幅動作および光入力、プローブ光常時監視が開始となる（Ｓ１）。まず、光増幅装置が、適宜の光入力検出部にて光入力を常時監視する（Ｓ２）。光入力なしの場合（Ｓ２）は光増幅停止となり（Ｓ３）、一方、光入力がある場合（Ｓ２）は、ステップＳ４へ遷移する。
監視制御部２２では、光入力の状態に応じてフラグを設定する（Ｓ４）。例えば、光入力なしからありへと変化した時は、フラグ＝１を設定し、それ以外の場合はフラグ＝０を設定する。なお、光入力の有無は、光入力を監視する適宜の光入力検出部により、監視制御部２２に伝えられる。このフラグはトータルＡＬＣ制御における、フラグ判定（後述するステップＳ１２）に使用される。フラグ設定後、プローブ光検出（例えば、プローブ光モニタＰＤ１０）にてプローブ光を常時監視し、選択部１３により、プローブ光がある場合はインバンドＡＬＣ制御に、プローブ光がない場合はトータルＡＬＣ制御へと切替制御される（Ｓ５）。
例えば、インバンドＡＬＣ制御時、プローブ光目標設定部２８にてプローブ光目標値が設定され（Ｓ６）、プローブ光エラーアンプ２６に伝達される。プローブ光エラーアンプ２６は、上記目標値とプローブ光モニタＰＤ１０からのモニタ値を比較し、差分をプローブ光比較値として選択部１３へと送出する。ここで、インバンドＡＬＣ制御が運用系の場合、冗長系であるトータルＡＬＣ制御は、例えばトータル目標設定部２９が波長数情報Ｎを取得した後（Ｓ７）、トータル波長数をＮ−１と予測して待機させる（Ｓ８）。ただし、トータル波長数がＮ＝１の場合は予測待機しなくてもよい。ステップＳ８により予測されたトータル出力目標値は、トータルエラーアンプ部２４に伝達される。トータルエラーアンプ部２４は、上記目標値とトータルモニタＰＤ８からのモニタ値を比較し、差分をトータル比較値として、選択部１３へと送出する。送出されたトータル比較値は、トータルレベルモニタ２７にて検出される（Ｓ９）。
【００１７】
また、プローブ光比較値もプローブ光レベルモニタ３０にて検出される（Ｓ１０）。これらの値に基づき、レベル偏差計算部３１にて新たなプローブ光目標値が更新される（Ｓ１１）。その後、例えば、ステップＳ７に遷移する。又は、インバンドＡＬＣ制御を終了し、ステップＳ２へ遷移することができる。ステップＳ７のループとステップＳ２のループは同時動作となっており、図５ではステップＳ１１の後にステップＳ２及びＳ７へ移るように示している。
上記のようにトータル比較値、プローブ光比較値をプローブ光目標設定部にフィードバックさせることにより、プローブ光エラーアンプ出力値と、トータルエラーアンプ出力値を一致させ、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御に切替えた際にも、光増幅器の出力レベルを一定に保つことが可能となる。
また、プローブ光検出にてプローブ光なしの場合（Ｓ５）、選択部１３によりトータルＡＬＣ制御が選択される。最初にフラグ判定にて、前述のステップＳ４にて設定したフラグを識別する（Ｓ１２）。フラグ＝１の場合、つまり光入力がなしからありへと変化した場合は、例えばトータル目標設定部２９は、予測制御をせずに波長数情報Ｎを取得し（Ｓ１３）、更新完了となりフラグ＝０を設定した後（Ｓ１４）、トータル目標値を更新する（Ｓ１８）。
【００１８】
一方、フラグ判定にてフラグ＝０の場合（Ｓ１２）、つまり入力に変化がない場合は、例えば、トータル目標設定部２９は、監視制御部２２から波長数情報（例えばＮ）を取得する（Ｓ１５）。さらに、トータル目標設定部２９は、取得した波長数情報について更新判定を行う（Ｓ１６）。例えば、トータル目標設定部２９は、取得された波長数情報と、以前に取得し記憶された波長数情報とを比較して、波長数情報が更新されたか判定できる。なお、更新判定はこれ以外にも適宜の手法を用いてもよい。なお、Ｎ＝１の場合は、更新判定をしなくてもよい。また、トータル目標設定部２９は、適宜のタイミングで取得した波長数情報を記憶する。トータル目標設定部２９は、更新なしと判定した場合はステップＳ１９に遷移し、トータル波長数をＮ−１とした予測制御動作を行う（Ｓ１９）。また、その後ステップＳ２に遷移する。
ここにおける予測制御動作とは、前述のインバンドＡＬＣ制御動作時における予測待機（制御方法切替に対応するためトータル波長数をＮ−１と予測して待機する）と異なり、常に入力されているトータル光を監視して、トータル光のうち１波が、断となる事態に対応するために備えて常に動作する方法である。更新なしとの判定を行う場合を具体的な動作で説明すると、例えば、光増幅器においてプローブ光が断するような事象等が発生し、インバンドＡＬＣ制御からトータルＡＬＣ制御に切替直後であって、隣接するＷＤＭ伝送装置より、変更となった波長数情報を受信していない場合である。
【００１９】
トータル目標設定部２９は、更新判定にて更新ありまたは、Ｎ＝１であると判定されると（Ｓ１６）、Ｎ−１予測制御解除となり（Ｓ１７）、更新された波長数情報Ｎ’に基づいてトータル目標値が更新される（Ｓ１８）。波長数情報が更新完了となると、その後トータル光又はプローブ光が断となるまでステップＳ１６の更新判定にて更新なしとなるので、ステップＳ１９に遷移してトータル波長数をＮ−１（又は更新された波長数情報Ｎ’）とした予測制御動作となる。
監視制御部２２は、隣接する伝送装置から波長数情報を定期的に取得して記憶している。選択部１３は、プローブ光断となった場合に、その選択をインバンドＡＬＣ制御手段からトータルＡＬＣ制御手段に切り替え、トータル目標設定部２９は、少なくともプローブ光断から監視制御部２２が新たな波長数情報を取得するまでの間、監視制御部２２に記憶された波長数情報から１波引いた値に従いトータル光目標値を設定する。
図６に、光増幅器に入力される光の状態と、それに伴う制御方法切替動作の説明図を示す。図６よりプローブ光が有る場合は、トータル波長数はＮ、波長数情報もＮであり、制御方法はインバンドＡＬＣ制御（波長数Ｎ）となる。次に、プローブ光が無しとなった場合、まず最初に入力トータル光のトータル波長数はＮ−１となるが、波長数情報は更新されるまでの間Ｎの状態を保持する。従来の光増幅器における制御方法ではこのとき、トータルＡＬＣ制御（波長数Ｎ）となる。つまり、入力トータル波長数（Ｎ−１）とアンマッチな状態で増幅器が制御されてしまうので、光増幅レベルが正確ではない場合がある。本実施の形態の光増幅器における制御方法では、冗長制御であるトータルＡＬＣ制御を、予め波長数Ｎ−１と予測して待機させているので、入力トータル波長数（Ｎ−１）と同一な状態であり、正確な光増幅が可能である。
【００２０】
さらに時間が経過すると、トータル波長数はＮ−１で、波長数情報が更新されてＮ´（＝Ｎ−１）となる状態へと遷移する。従来の光増幅器における制御方法では、このときはじめて、トータルＡＬＣ制御（波長数Ｎ´＝Ｎ−１）と、入力トータル波長数（Ｎ−１）と一致する。本実施の形態の光増幅器における制御方法も、トータルＡＬＣ制御（波長数Ｎ´＝Ｎ−１）であり、入力トータル波長数と一致する。上記のように、本実施の形態における光増幅器は、入力トータル波長数と、転送される波長数情報にアンマッチが生じた場合においても、予め波長数減少を予測し、待機させて切替えることにより、光増幅レベルを一定に保つことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
例えば通信事業分野に使用されるＷＤＭ伝送システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＷＤＭ伝送装置と、光増幅装置により構成されるネットワーク図である。
【図２】光増幅装置における光増幅器と監視制御部の接続図である。
【図３】従来方法による光増幅器のブロック図である。
【図４】本発明の実施例を用いた光増幅器のブロック図である。
【図５】本発明の実施例によるフローチャートの図である。
【図６】本発明の実施例による切替シーケンスの図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、４、５、２０１、２０４、２０５  光カプラ
２、２０２  光合波器
３、２０３  光ファイバ
６、２０６  入力光検出部
７、２０７  励起光源
８、２０８  トータルモニタＰＤ
９、２０９  フィルタ
１０、２１０  プローブ光モニタＰＤ
１１、２１１  駆動回路（エラー積分部）
１２、２１２  トータル比較部
１３、２１３  選択部
１４、２１４  プローブ光比較部
１５、２１５  目標値演算部
１６、２１６  利得演算部
１７、２１７  比較器
１８、２１８  ＯＲゲート
１９、２１９  プローブ光断検出部
２０、２２０  利得閾値設定部
２１、２２１  出力異常検出部
２２、２２２  監視制御部（波長数情報）
２３  トータルモニタ増幅
２４  トータルエラーアンプ
２５  プローブ光モニタ増幅
２６  プローブ光エラーアンプ
２７  トータルレベルモニタ
２８  プローブ光目標設定
２９  トータル目標設定
３０  プローブ光レベルモニタ
３１  レベル偏差計算
１００、１０７  光増幅部
３０１、３０８  ＷＤＭ伝送装置
３０２、３０９  ルータ装置
３０３  サーバ装置
３０４  ＳＤＨ伝送装置
３０５、３０７  光ファイバ
３０６  光増幅装置
３１０  クライアント装置
【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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