(57)【要約】【課題】簡易な構成で、かつ、雑音特性を劣化させることなく、ＳＨＢやＳＲＳによる信号光レベルの過渡変動を高速に抑圧することで、光増幅器の更なる多段化を可能とし、ひいては、光分岐挿入装置を含む伝送システムの長距離化を図れるようにする。【解決手段】利得一定制御部２０と、光増幅器１への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、光増幅器１の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、主に利得一定制御部２０による利得制御の波長偏差に起因して光増幅器１の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、分割帯域別に入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部１０と、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部２１と、その演算結果に基づいて利得一定制御部２０で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部２２とをそなえるように構成する。【選択図】図２
2006295113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、
該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、
信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴とする、光増幅器の制御装置。
【請求項２】
該帯域別入力光モニタ部が、
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記出力光パワーが減少傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光増幅器の制御装置。
【請求項３】
該信号波長帯域がＣバンドであり、該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、請求項２記載の光増幅器の制御装置。
【請求項４】
該帯域別信号波長数演算部が、
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項５】
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域の出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、請求項４記載の光増幅器の制御装置。
【請求項６】
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、請求項５記載の光増幅器の制御装置。
【請求項７】
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項８】
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項９】
該目標利得補正部が、
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されたことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【請求項１０】
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器の制御方法であって、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に上記利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、
そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、
信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴とする、光増幅器の制御方法。
【請求項１１】
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、
該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、
信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
【請求項１２】
該帯域別入力光モニタ部が、
上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されたことを特徴とする、請求項１１記載の光伝送装置。
【請求項１３】
該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、請求項１２記載の光伝送装置。
【請求項１４】
該帯域別信号波長数演算部が、
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されたことを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項１５】
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域のチャネルあたりの出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、請求項１４記載の光伝送装置。
【請求項１６】
上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、請求項１５記載の光伝送装置。
【請求項１７】
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されたことを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項１８】
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されたことを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項１９】
該目標利得補正部が、
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されたことを特徴とする、請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項２０】
入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器であって、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に上記利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、
そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、
信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴とする、光増幅器。
【請求項２１】
入力波長多重光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に光増幅器での利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段によって分割された分割帯域単位で出力光パワーを調整する調整手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器。
【請求項２２】
該帯域分割手段が、
上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割すべく構成されたことを特徴とする、請求項２１記載の帯域単位利得等化器。
【請求項２３】
該調整手段が、
上記ＳＨＢ帯域用の可変光減衰器と、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と、上記ＳＲＳ帯域用の可変光減衰器とをそなえて構成されるとともに、
該帯域分割手段が、
上記利得偏差帯域の光を反射する利得偏差帯域反射デバイスと、
該入力波長多重光を該利得偏差帯域反射デバイスへ導くとともに、該利得偏差帯域反射デバイスからの反射光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器へ導く第１の光サーキュレータと、
該利得偏差帯域反射デバイスを透過してくる光を上記のＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域の光に分割して上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器へ導く帯域分離デバイスと、
上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器の出力光を合波する帯域合波デバイスと、
上記利得偏差帯域用の可変光減衰器の出力側に設けられ、該帯域合波デバイスの出力光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導くとともに、当該可変光減衰器側から入力される光を出力ポートへ導く第２の光サーキュレータとをそなえるとともに、
上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と上記第２の光サーキュレータとの間に、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＨＢ帯域の光を反射するＳＨＢ帯域反射デバイスと、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＲＳ帯域の光を反射するＳＲＳ帯域反射デバイスとが設けられて構成されたことを特徴とする、請求項２２記載の帯域単位利得等化器。
【請求項２４】
上記の各可変光減衰器が、それぞれ、マイクロ秒オーダの応答速度を有する高速可変光減衰器であることを特徴とする、請求項２３記載の帯域単位利得等化器。
【請求項２５】
請求項２１記載の帯域単位利得等化器と、
該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該調整手段による上記分割帯域単位の出力光パワー調整を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【請求項２６】
該制御手段が、
該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタする帯域別モニタ部と、
上記目標値を予め記憶しておく記憶部と、
該帯域別モニタ部によるモニタ結果と該記憶部における上記目標値との差分を上記分割帯域別に検出する差分検出部と、
該差分検出部で検出された上記分割帯域別の差分がそれぞれ最小となるように該調整手段を制御する利得等化制御部とをそなえたことを特徴とする、請求項２５記載の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【請求項２７】
該波長多重伝送装置が、前記入力波長多重光の少なくとも一部の波長の光について分岐又は挿入を行なう分岐挿入部を有する波長分岐挿入装置として構成されるとともに、
該帯域単位利得等化器が、該分岐挿入部の前段又は後段に設けられたことを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【請求項２８】
請求項２５記載の波長多重伝送装置をそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送システム。
【請求項２９】
入力波長多重光を増幅する増幅媒体と、
該増幅媒体の入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得一定制御を行なう利得一定制御部と、
該増幅媒体の出力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、チャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割して、その分割帯域単位で出力光パワーを調整しうる帯域単位利得等化器と、
該増幅媒体の出力光パワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該帯域単位利得等化器の上記出力光パワー調整を上記分割帯域別に制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた光増幅器。
【請求項３０】
請求項２９記載の光増幅器をそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器の制御装置及び制御方法並びに光増幅器，光伝送装置及び帯域単位利得等化器並びに同等化器を用いた波長多重伝送装置，光増幅器及び波長多重伝送システムに関し、特に、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）に代表される光ファイバ増幅器を多段に設けて長距離化を図るＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）光伝送システムに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＤＭ光伝送システムの一例として、地方の拠点都市間を結ぶ、任意のノードで任意波長の光信号を挿抜（アド／ドロップ）可能なメトロコアシステムが注目されている。図１６はメトロコアシステムの構成例を示すブロック図で、この図１６に示すシステムは、複数のＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer）ノード１００がそれぞれ伝送路（光ファイバ）４００を介してリング状に接続されて、各ＯＡＤＭノード１００で、それぞれ、任意波長（チャンネル）の信号光を伝送路４００へ挿入（アド）したり、伝送路４００を伝送されるＷＤＭ信号光のうち任意波長の信号光を分岐（ドロップ）したりすることができるようになっている。また、各ＯＡＤＭノード１００の前後段にはそれぞれ光増幅器（プリアンプ２００及びポストアンプ３００）が適宜設けられて、ＯＡＤＭノード（以下、単に「ノード」ともいう）１００間の信号光レベルの損失を補償して伝送距離の長距離化が図られている。
【０００３】
さらに、このように任意のノード１００で信号光をアド／ドロップするシステムでは、システム中（伝送路４００）を伝送する信号波長数（以下、伝送波長数ともいう）が動的に変化するため、この波長数変動に対して、各波長（チャンネル）の出力光パワーを一定に保持（波長に対する利得平坦性を維持）するために、通常、上記アンプ２００，３００には、利得一定制御（ＡＧＣ）機能を有するＡＧＣアンプが適用される。
【０００４】
ここで、ＡＧＣアンプは、例えば図１７に示すように、光増幅器（ＥＤＦＡ）２００（３００）の入出力光の一部をそれぞれ光カプラ等の光分岐手段５０１，５０２によって分岐してＰＤ６０１，６０２によりそれぞれのパワー〔つまり、光増幅器２００（３００）の入出力光パワー〕をモニタし、そのパワー比が一定となるようにＥＤＦＡ２００（３００）への励起光パワーを利得一定制御部７００によって制御するように構成される。
【０００５】
さて、このようなシステムにおいて、例えば図１８（Ａ）に示すように、あるノード１００（１００Ａ）から多数（例えば、３９波長）の光信号がアドされ、次のノード１００（１００Ｂ）から別の１波の光信号がアドされる状況を考える。このような状況で例えば図１８（Ｂ）に示すごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間に、光伝送パスのダイナミックな再構築や人為的ミス、ファイバ切断、コネクタ抜けなどの障害が発生した場合、ノード１００Ｂでアドされた信号光のみが残留する（つまり、伝送波長数が急激に変化する）ことになる。この時、例えば図１９（Ａ）に示すごとく、信号受信端における残留光信号のパワーレベルが変化する現象が発生する。
【０００６】
なお、上記「信号受信端」とは、例えば図２５に示すように、ドロップ光を受光して電気信号に変換する光／電気変換（Ｏ／Ｅ）機能を具備する光受信器１０１を意味し、以下の説明においても同様である。また、「信号送信端」とは、送信信号（電気信号）を所定波長のアド光にて送信する電気／光変換機能（Ｅ／Ｏ）を具備する光送信器１０２を意味する。
【０００７】
さて、上記信号光パワー変化には、例えば図１９（Ｂ）に示すように、主に３つの要因、即ち、(1)スペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ），(2)利得（波長）偏差及び(3)誘導ラマン散乱（ＳＲＳ：Stimulated Raman Scattering）効果によるものがある。以下それぞれについて説明する。
(1)ＳＨＢ
１つ目の要因であるＳＨＢは、光増幅器２００（３００）で生じる現象で、短波長側の光信号パワーが低下するという特徴がある。即ち、例えば図２０に示すごとく、光増幅器２００（３００）でＣバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）の１波（例えば、１５３８ｎｍ）の光信号を増幅すると、その信号波長近辺のＥＤＦＡ利得が低下する（これをメインホールと呼ぶ）とともに、１５３０ｎｍ付近のＥＤＦＡ利得も低下する（これをセカンドホールと呼ぶ）という現象が生じる。
【０００８】
そして、Ｃバンド内ではメインホールは短波長側ほど深く（利得低下量が大きく）、また、光信号入力パワー高いほどメインホール及びセカンドホールともに深くなるという特徴をもつ。かかるＳＨＢは、多波長の信号光が入力されている状態では平均化されるためその影響は小さいが、入力波長数が少なくなるほどその影響が大きくなる。そのため、上述のごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間で障害が発生したために１波長の信号光のみが残留した場合、図１９（Ｂ）中の（１）欄及び図２１（Ａ）に示すように、光増幅器２００（３００）の利得が短波長側の残留信号光ほど低下し、これに伴って出力光パワーも低下（−ΔＰ）するという現象が発生する。つまり、信号波長数及び配置に応じてＳＨＢによる利得の変動量が変化する。なお、ＳＨＢの詳細については、後記の非特許文献１〜３に記載がある。
【０００９】
(2)利得偏差
２つ目の要因である利得（波長）偏差も光増幅器２００（３００）で生じる現象である。即ち、光増幅器２００（３００）は、上述したように信号光の平均利得を一定に保つ制御（ＡＧＣ）を行なっており、偏差の生じている波長が残留すると、その信号光の利得を目標利得に合わせるよう動作するため、例えば図１９（Ｂ）中の（２）欄に示すように、残留光信号の出力光パワーに変化（この場合は＋ΔＰ）が生じるのである。つまり、信号波長数及び配置に応じて光増幅器２００（３００）の動作点が変化し、利得スペクトルが変化するのである。
【００１０】
(3)ＳＲＳ効果
３つ目の要因であるＳＲＳ効果は、伝送路４００で生じる現象である。このＳＲＳ効果を利用した光増幅器がラマン増幅器である。一般的なシングルモードファイバのＳＲＳは例えば図２２に示すごとく、励起光波長から約１３THｚ低周波側（励起光波長が１４００ｎｍ付近にある場合は約１００ｎｍ長波長側）に利得ピークを有するという特徴があるため、励起光波長を選ぶことで任意波長帯域の光信号増幅が可能になる。ただし、この図２２に示されるように、ピンポイント波長での増幅が可能なわけではなく、その増幅（利得）特性には波長に対して或る程度の広がりがあるため、励起光波長付近でも増幅現象が発生する。
【００１１】
つまり、ＷＤＭ光信号が伝送路４００を伝送される場合には、短波長側の信号光パワーが励起光パワーとなり、長波長側の信号光を増幅する。結果として図２３に示すごとく長波長側ほど信号光パワーが大きくなるという現象が発生するのである。このため、上述のごとくノード１００Ａ，１００Ｂ間で障害が発生したために１波長の信号光のみが残留した場合、図１９中の（３）欄及び図２１（Ｂ）に示すように、長波長側の残留信号光ほど短波長側からパワーを奪うことができなくなりパワー（利得）低下（−ΔＰ）が生じる。つまり、信号波長数及び配置に応じてＳＲＳの効果が変化するのである。
【００１２】
このように、伝送路４００を伝送されるＷＤＭ信号光の波長数が大きく変動すると、主にＳＨＢ，利得偏差及びＳＲＳの主に３つの要因によって、残留信号光（残留チャンネル）の出力光パワーが変化する。各光増幅器、各伝送路あたりの変化量はそれほど大きくなくても、ＡＧＣを行なう光増幅器２００，３００を多段に設けたシステムでは、各光増幅器２００，３００及び伝送路４００で生じた各チャンネルの出力光パワー変化（ΔＰ）が累積されていくことになる。
【００１３】
伝送距離が短く、光増幅器の段数が少ない従来の光伝送システムではこの変動は微小であり問題とならなかったが、今後、システムの長距離化に伴う光増幅器段数の増加が進むと、例えば図２４中左側に示すように、信号受信端での光信号パワーが受信許容範囲を超えてしまい、伝送エラーが生じる可能性がある。
かかるパワー変化の累積は、例えば図２４中右側に示すごとく、波長数変化が生じた際に高速な出力一定制御（ＡＬＣ）を行なうことにより防ぐことが可能と考えられる。ここで、ＡＬＣは、通常、光増幅器２００（３００）の出力光パワーをＰＤ等でモニタし、そのモニタ値が１チャンネルあたりの目標出力光パワーＰtarget［dBm/ch］×入力信号波長数で求められる目標出力光パワーPoutとなるように光増幅器２００（３００）への励起光パワーが制御（フィードバック制御）される。
【００１４】
このように、光増幅器２００（３００）のＡＬＣを実現するためには、光増幅器２００（３００）に入力される入力信号波長数の情報が必要となるが、光監視制御チャンネル（ＯＳＣ）やネットワーク管理システム（ＮＭＳ）から波長数情報を受けるには時間がかかり過ぎ、障害発生直後などにおける過渡的な変化〔例えば図１９（Ａ）中に網がけ部で示すごとく、波長数変化が生じてからＯＡＤＭノード１００によるレベル補償が機能するまでの期間の変化〕には対応できない。
【００１５】
そこで、従来、ノード内で波長数を算出する技術（方法）がいくつか提案されている。
(a)１つは光増幅器へ入力される各波長の光パワーが揃っている（１波長あたりの入力光パワーが予め分かっている）ことを前提として、光増幅器の入力光のトータルパワーを監視（モニタ）し、そのモニタ値を１チャンネルあたりの規定の入力光パワーで除算することにより伝送波長数を算出する方法である。
【００１６】
(b)もう１つは、例えば下記の特許文献１及び２でも提案されているように、光増幅器に入力される信号光から一部をモニタ光として分岐した光を波長分波器（DEMUX）に入力して波長毎に分波することにより、伝送波長数をカウントする方法である。具体的に、特許文献１の技術では、光増幅器の入力光を波長毎にモニタし、そのモニタ値と波長数の変化に応じて光増幅器の出力に設けられた可変光減衰器の減衰量を調整して出力光パワーを一括制御することが行なわれる。これに対し、特許文献２の技術は、ＥＤＦ等の光増幅用ファイバを多段接続した光増幅器において、前段の光増幅用ファイバへの入力光から検知した信号光パワー及び波長数と、後段の光増幅用ファイバの出力光から検知した信号光パワーとに基づいて各光増幅用ファイバへの励起光パワー及び各光増幅用ファイバの段間に設けられた可変光減衰器の減衰量を調整することで、光増幅器全体の利得及び利得スペクトルを制御するものである。
【００１７】
また、上述した光増幅器出力の過渡的な変化（信号光の波長特性の偏差）は、できる限り高速に（例えば、マイクロ秒オーダで）補償（平坦化）できることが望ましい。このような出力パワー変動を補償する技術の候補としては、例えば、(c)ＷＤＭ出力光を波長毎に分波して、波長毎の可変光減衰器（ＶＯＡ）によって個々の波長の光パワーを調整した上で合波する構成や、(d)ダイナミック利得等化器（ＤＧＥＱ）などが挙げられる。ＤＧＥＱは、ＷＤＭ信号光の波長毎に損失調整を行なうデバイスであり、利得偏差を補償することができる。
【００１８】
なお、利得等化に関する技術としては、他に、下記特許文献３，４により提案されている技術もある。特許文献３の技術は、光サーキュレータと光反射器と可変光アッテネータとＷＤＭカプラとを有し、ＷＤＭカプラにより分波された複数の信号光（波長）毎に利得等化を行なうものである。また、特許文献４の技術は、長周期構造の複数のグレーティングと、これらのグレーティング毎に減衰率を調整する調整部（ピエゾ変換器及びピエゾ制御回路）とを有する可変利得平坦化器に関するものである。
【特許文献１】特開２００１−１６８８４１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８３４８号公報
【特許文献３】特開平１０−１７３５９７号公報
【特許文献４】特開平１１−３３７７５０号公報
【非特許文献１】Masato NISHIHARA,et.al., "Characterization and new numerical model of spectral hole burning in broadband eribium-doped fiber amplifier", 2003 Optical Society of America.
【非特許文献２】Masato NISHIHARA,et.al., "Impact of spectral hole burning in multi-channel amplification of EDFA", 2004 Optical Society of America.
【非特許文献３】Maxim Bolshtyansky, "Spectral Hole Burning in Erbium-Doped Fiber Amplifiers", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.21, NO.4, APLIL 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、ノード内で波長数を算出する技術（方法）に関して、上記(a)で述べた方法では、光増幅器へ入力される各チャンネルのパワーが変動する場合には、波長数を誤って算出する可能性が高くなるという課題がある。また、上記(b)で述べた方法では、コストが高く、サイズも大きくなってしまうという課題がある。これに加えて、特許文献１の技術では、波長分波器（DEMUX）での損失が大きいことから、入力分岐比を高くする必要があり、光増幅器の雑音特性（ＮＦ）が劣化するなどの課題があり、特許文献２の技術では、高速応答が困難であるという課題がある。
【００２０】
また、利得等化技術に関しては、上記(c)で述べた技術や上記特許文献３の技術では、受信ＷＤＭ信号光を波長毎に分波し、波長毎の可変光減衰器によって波長毎に光パワーの調整を行なうため、装置規模が増大しコストも高くなる。特に、高速応答特性を得るために、高速動作するＶＯＡを用いようとすると、当該ＶＯＡは高価なため、波長数分だけ用意すると、さらにコストが増大してしまう。
【００２１】
さらに、上記(d)で述べたダイナミック利得等化器は、応答速度が約３０ｍｓと比較的低速であり、コストも数１００万円と高く、また、挿入損失も大きい(〜５ｄＢ程度）等の課題があるため、システムへの導入は現実的でない。また、上記特許文献４の技術では、ピエゾ制御回路によりピエゾ変換器を制御してグレーティングに加える圧力を変化させることによって、複数のグレーティングの特性を個別に変化させてグレーティングを透過する光の減衰率を可変可能であるが、グレーティングに対する圧力変化という物理的な制御を行なうため、やはり応答速度が低速である。
【００２２】
本発明は、以上のような課題に鑑み創案されたもので、簡易な構成で、かつ、雑音特性を劣化させることなく、上述したＳＨＢやＳＲＳによる信号光レベルの過渡変動を高速に抑圧することで、光増幅器の更なる多段化を可能とし、ひいては、光分岐挿入装置を含む伝送システムの長距離化を図れるようにすることを目的とする。
また、信号光の波長帯域内の波長特性の偏差を、簡易かつ安価に、また、高速に補償できるようにすることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明では、下記の光増幅器の制御装置及び制御方法並びに帯域単位利得等化器並びに同等化器を用いた波長多重伝送装置，光増幅器及び波長多重伝送システムを用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明の光増幅器の制御装置は、光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴としている。
【００２４】
（２）ここで、該帯域別入力光モニタ部は、上記出力光パワーが減少傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記出力光パワーが減少傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されるのが好ましい。
【００２５】
（３）より具体的には、該信号波長帯域がＣバンドであり、該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であるのが好ましい。
（４）また、該帯域別信号波長数演算部は、上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されるのが好ましい。
【００２６】
（５）なお、上記信号波長数の決定に用いる閾値は上記各分割帯域の出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されるのが好ましい。
（６）ここで、上記出力光パワーが減少傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されるのが好ましい。
（７）また、該目標利得補正部は、該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されるのが好ましい。
【００２７】
（８）さらに、該目標利得補正部は、該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されるのが好ましい。
（９）また、該目標利得補正部は、信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されるのが好ましい。
【００２８】
（１０）さらに、本発明の光増幅器の制御方法は、光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器の制御方法であって、該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴としている。
【００２９】
（１１）また、本発明の光伝送装置は、光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴としている。
【００３０】
（１２）ここで、該帯域別入力光モニタ部は、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されるのが好ましい。
【００３１】
（１３）また、該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であるのが好ましい。
（１４）さらに、該帯域別信号波長数演算部は、上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されていてもよい。
【００３２】
（１５）また、上記信号波長数の決定に用いる閾値は上記各分割帯域のチャネルあたりの出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されるのが好ましい。
（１６）さらに、上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域についての上記閾値は、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されるのが好ましい。
【００３３】
（１７）また、該目標利得補正部は、該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されていてもよい。
（１８）さらに、該目標利得補正部は、該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されていてもよい。
【００３４】
（１９）また、該目標利得補正部は、信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されていてもよい。
（２０）さらに、本発明の光増幅器は、入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器であって、該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に上記利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴としている。
【００３５】
（２１）また、本発明の帯域単位利得等化器は、入力波長多重光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該光増幅器での利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段によって分割された分割帯域単位で出力光パワーを調整する調整手段とをそなえたことを特徴としている。
【００３６】
（２２）ここで、該帯域分割手段は、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力パワーが増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力パワーが増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割すべく構成されていてもよい。
【００３７】
（２３）また、該調整手段は、上記ＳＨＢ帯域用の可変光減衰器と、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と、上記ＳＲＳ帯域用の可変光減衰器とをそなえて構成されるとともに、該帯域分割手段が、上記利得偏差帯域の光を反射する利得偏差帯域反射デバイスと、
該入力波長多重光を該利得偏差帯域反射デバイスへ導くとともに、該利得偏差帯域反射デバイスからの反射光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器へ導く第１の光サーキュレータと、該利得偏差帯域反射デバイスを透過してくる光を上記のＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域の光に分割して上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器へ導く帯域分離デバイスと、上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器の出力光を合波する帯域合波デバイスと、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器の出力側に設けられ、該帯域合波デバイスの出力光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導くとともに、当該可変光減衰器側から入力される光を出力ポートへ導く第２の光サーキュレータとをそなえるとともに、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と上記第２の光サーキュレータとの間に、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＨＢ帯域の光を反射するＳＨＢ帯域反射デバイスと、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＲＳ帯域の光を反射するＳＲＳ帯域反射デバイスとが設けられて構成されていてもよい。
【００３８】
（２４）さらに、上記の各可変光減衰器は、それぞれ、マイクロ秒オーダの応答速度を有する高速可変光減衰器であるのが好ましい。
（２５）また、本発明の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置は、上記項目（２１）記載の帯域単位利得等化器と、該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該調整手段による上記分割帯域単位の出力光パワー調整を制御する制御手段とをそなえたことを特徴としている。
【００３９】
（２６）さらに、該制御手段は、該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタする帯域別モニタ部と、上記目標値を予め記憶しておく記憶部と、該帯域別モニタ部によるモニタ結果と該記憶部における上記目標値との差分を上記分割帯域別に検出する差分検出部と、該差分検出部で検出された上記分割帯域別の差分がそれぞれ最小となるように該調整手段を制御する利得等化制御部とをそなえていてもよい。
【００４０】
（２７）また、該波長多重伝送装置は、前記入力波長多重光の少なくとも一部の波長の光について分岐又は挿入を行なう分岐挿入部を有する波長分岐挿入装置として構成されるとともに、該帯域単位利得等化器は、該分岐挿入部の前段又は後段に設けられていてもよい。
（２８）さらに、本発明の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送システムは、上記項目（２５）記載の波長多重伝送装置をそなえたことを特徴としている。
【００４１】
（２９）また、本発明の帯域単位利得等化器を用いた光増幅器は、入力波長多重光を増幅する増幅媒体と、該増幅媒体の入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得一定制御を行なう利得一定制御部と、該増幅媒体の出力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、チャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、チャネルあたりの光増幅器の出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割して、その分割帯域単位で出力光パワーを調整しうる帯域単位利得等化器と、該増幅媒体の出力光パワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該帯域単位利得等化器の上記出力光パワー調整を上記分割帯域別に制御する制御手段とをそなえたことを特徴としている。
【００４２】
（３０）さらに、本発明の波長多重伝送システムは、上記項目（２９）記載の光増幅器をそなえたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００４３】
上記本発明によれば、上記分割帯域のそれぞれについて入力光パワーをモニタして求めた信号波長数に基づいて、目標利得を補正することにより、障害発生等で信号波長数が急激に変化して光増幅器への入力光パワーが急変したとしても、出力信号光パワー（残留信号光パワー）の変動（過渡変動）を最小限に抑圧することが可能となり、過渡的な出力パワー変化の累積を抑圧することが可能となる。したがって、信号受信端での信号パワーが受信器の受信パワー許容範囲から外れず、また、信号パワー低減の累積による大幅な信号受信端での光ＳＮ比劣化を大きく改善することができる。また、従来のように信号波長数を求めるために波長単位で分波する必要がないので、光増幅器の雑音特性（ＮＦ）の劣化も抑圧することができる。
【００４４】
特に、信号波長帯域をＳＨＢ帯域、利得偏差帯域およびＳＲＳ帯域の３つの帯域に分割して各帯域の入力光パワーをモニタして各帯域の信号波長数を求めるようにすれば、それぞれの帯域の出力光パワー変動傾向に応じた利得補正が可能となるので、より大きな出力信号光パワーの過渡変動抑圧効果を得ることができる。
また、本発明によれば、上記分割帯域別に独立してそれぞれの出力光パワーを調整することができるので、信号波長帯域に生じた利得偏差（出力光パワー偏差）を波長単位ではなく分割帯域単位で補償（等化）することができる。したがって、簡易かつ安価に利得等化器を実現することができる。
【００４５】
ここで、上記分割帯域単位の出力パワー調整をマイクロ秒オーダの応答速度を有する高速可変光減衰器によって行なうようにすれば、上記信号波長帯域に生じた利得偏差を高速に補償することが可能となるので、信号光状態（波長数及び波長配置）が急激に変動（増加または減少）して、その変動に既存の光分岐挿入装置等のノードが追従して補償できないような場合であっても、出力偏差が累積されず、多段に伝送した際でも、受信端での伝送エラーの発生を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ光伝送システムの一部に着目した構成を示すブロック図で、この図１に示す構成は、図１６により前述したシステムの１スパン分（或るＯＡＤＭノード１００から隣接するＯＡＤＭノード１００まで）に相当する構成を示しており、隣接するＯＡＤＭノード１００間に、光増幅器（ポストアンプ）１，伝送路２，光増幅器（第１のプリアンプ）３，分散補償器（ＤＣＭ）４及び光増幅器（第２のプリアンプ）５をそなえて構成されている。
【００４７】
ここで、ポストアンプ１は、所定の信号光レベルにまで前段のＯＡＤＭノード１００からのＷＤＭ光を増幅するもので、大幅な波長数変動時に本発明に係るＡＬＣを適用される個所である。また、プリアンプ３は、伝送路２で損失を受けて伝送されてきたＷＤＭ光を所要の信号光レベルにまで増幅するものであり、ＤＣＭ４は、ＷＤＭ光が伝送路２から受けた波長分散を補償するものであり、プリアンプ５は、このＤＣＭ４での損失分を補償すべく入力ＷＤＭ光を所要の信号光レベルにまで増幅するものである。
【００４８】
このような構成により、或るＯＡＤＭノード１００から送信されたＷＤＭ光は、上記の各アンプ２，３，５でそれぞれ増幅されながら、また、ＤＣＭ４にて波長分散が補償されて次段のＯＡＤＭノード１００へ伝送されてゆく。ただし、本実施形態においては、ＷＤＭ光の波長数が急激に変化した場合の前記主に３つの要因（ＳＨＢ，利得偏差，ＳＲＳ効果）により生じる出力光パワー変動（以下、単に「パワー変動」ともいう）を最小限に低減すべくポストアンプ１において特別な手法で入力ＷＤＭ光に含まれる実際の波長数を簡易かつ高速に測定して出力一定制御（ＡＬＣ）を行なうようになっている。
【００４９】
即ち、本実施形態のポストアンプ１は、図３に示すごとく、入力ＷＤＭ光の信号波長帯域（以下、信号帯域ともいう）４０を、ＳＨＢによるパワー変動が支配的な（ＳＨＢ効果が強い）波長帯域（以下、ＳＨＢ帯域という）４１と、利得偏差によるパワー変動が支配的な（利得偏差の効果が強い）波長帯域（以下、利得偏差帯域という）４２と、ＳＲＳ効果によるパワー変動が支配的な（ＳＲＳ効果が強い）波長帯域（以下、ＳＲＳ帯域という）４３の３つの帯域毎にそれぞれ入力光パワーをモニタし、それぞれのモニタ値から各帯域４１，４２，４３に含まれる波長数を推定（概算）して信号波長帯域４０に含まれる波長数を求めることにより、波長数変動時において、従来のように、ＯＳＣやＮＭＳから波長数情報を受けることなく、また、信号帯域４０に含まれうる波長毎にパワーモニタを行なうことなく、簡易かつ高速に、波長数変動時の信号波長数を求めてＡＧＣの目標利得を調整（補正）することによりＡＬＣを行なえるようになっている。
【００５０】
なお、上記のＳＨＢ帯域４１、ＳＲＳ帯域４３は、アンプ（光増幅器）１のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、アンプ１のチャネルあたりの出力パワーが増加傾向にある帯域に相当する。また、なお、ＳＨＢ効果（メインホールの深さ）は、図４に示すように、１５４０ｎｍ以下の波長で強く、１５４５ｎｍ以上の波長では略一定であるので、ＳＨＢ帯域４１は、例えば１５３０〜１５４０ｎｍに設定することができる。また、ＳＲＳ効果は、図５に示すように、Ｃバンド４０波入力時において波長に対して略線形な偏差（ｄＢ）の傾斜をもつので、ＳＲＳ帯域４３は、例えば１５５５〜１５６５ｎｍに設定することができる。
【００５１】
さて、上述のＡＬＣを実現すべく、本実施形態のアンプ１は、例えば図２に示すように、ＥＤＦ１１と、アンプ１の制御装置を構成する要素として、ＥＤＦ１１の入力側に、入力側光分岐手段としての光カプラ１２，１３，１４，バンドパスフィルタ１５−１，１５−２，受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）１７−１，１７−２，１７−４をそなえるとともに、ＥＤＦ１１の出力側に、出力側光分岐手段としての光カプラ１８，受光素子としてのＰＤ１９をそなえ、かつ、利得一定制御部２０，帯域別信号波長数演算部２１，目標利得演算部２２及び記憶部（データベース）２３をそなえて構成されている。
【００５２】
ここで、光カプラ１２は、入力信号光（ＷＤＭ光）の一部を入力モニタ光としてパワー分岐して光カプラ１３へ出力するものであり、光カプラ１３は、当該入力モニタ光を２分岐して光カプラ１４と信号帯域４０用のＰＤ１７−４とに入力するものであり、光カプラ（ＷＤＭカプラ：３ｄＢカプラ）１４は、この光カプラ１３からの入力モニタ光の帯域を信号帯域４０の中心波長付近で２分割してバンドパスフィルタ１５−１，１５−２にそれぞれ入力するものであり、バンドパスフィルタ１５−１は、この光カプラ１３からの入力モニタ光からＳＨＢ帯域４１の信号光成分のみを通過させるものであり、バンドパスフィルタ１５−２は、同様に、ＳＲＳ帯域４３の信号光成分のみを通過させるもので、それぞれ例えば７ｎｍ〜１０ｎｍ程度の帯域通過幅を有している。
【００５３】
ＰＤ１７−１は、上記バンドパスフィルタ１５−１を通過したＳＨＢ帯域４１の信号光を受光してその受光量に応じたレベルの電気信号をＳＨＢ帯域４１の信号光パワーのモニタ値として帯域別信号波長数演算部２１へ出力するものであり、同様に、ＰＤ１７−２は、上記バンドパスフィルタ１５−２を通過したＳＲＳ帯域４３の信号光を受光してその受光量に応じたレベルの電気信号をＳＲＳ帯域４３の信号光パワーのモニタ値として帯域別信号波長数演算部２１へ出力するものであり、ＰＤ１７−４は、上記光カプラ１２からの信号帯域４０の信号光を受光してその受光量に応じたレベルの電気信号を信号帯域４０の信号光パワー（トータル入力光パワー）のモニタ値として利得一定制御部２０へ出力するものである。
【００５４】
つまり、本実施形態の光増幅器１は、ＰＤ１７−１及び１７−２によりＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３のそれぞれの入力信号光パワーをモニタするとともに、ＰＤ１７−４により信号帯域４０の信号光パワー（トータル入力光パワー）をモニタするようになっているのである。換言すれば、上記の光カプラ１３，１４，バンドパスフィルタ１５−１，１５−２，ＰＤ１７−１，１７−２は、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３別にそれぞれの入力信号光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部１０として機能している。なお、ＰＤ１７−４のモニタ値からＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の各モニタ値を差し引くことによって、ＳＨＢ帯域４１とＳＲＳ帯域４３以外の帯域、即ち、利得偏差帯域４２の信号光パワーを求めることが可能である。もっとも、図１４や図１５により後述するように、各帯域４１，４２，４３のためのＰＤを設けてそれぞれの入力光パワーをモニタするようにしてもよい。
【００５５】
光カプラ１８は、ＥＤＦ１１の出力光の一部を出力モニタ光として分岐してＰＤ１９に入力するものであり、ＰＤ１９は、この光カプラ１８からの出力モニタ光を受光してその受光量に応じたレベルの電気信号を利得一定制御部２０へ出力するものである。
帯域別信号波長演算部２１は、ＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３の各信号光パワーのモニタ値に基づいて、各帯域４１，４２，４３に含まれる信号光波長数を推定（概算）するもので、例えば、１波長（チャンネル）あたりの設計した信号光パワーで、ＳＨＢ帯域４１とＳＲＳ帯域４３のモニタ値、および、これらの帯域４１，４３に挟まれた利得偏差帯域４２の演算により求めた信号光パワーを除算し、その値が２のｎ乗（１，２，４，８，１６，…）に最も近い値を選択し、その値を信号光波長数とすることができる。
【００５６】
より詳細には、例えば図６（Ａ）に示すように、ＳＨＢ帯域４１についてのモニタ値Ｐに対して閾値Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4，…を設定し、Ｐ≦Ｐ1なら信号波長数＝２0＝１、Ｐ1＜Ｐ≦Ｐ2なら信号波長数＝２1＝２、Ｐ2＜Ｐ≦Ｐ3なら信号波長数＝２2＝４、Ｐ3＜Ｐ≦Ｐ4なら信号波長数＝２3＝８というようにＳＨＢ帯域４１の信号波長数を求める（概算する）ことができる。
【００５７】
同様に、図６（Ｂ）に示すように、利得偏差帯域４２についてのモニタ値Ｐ′に対して閾値Ｐ1′，Ｐ2′，Ｐ3′，Ｐ4′，Ｐ5′，…を設定し、Ｐ′≦Ｐ1′なら信号波長数＝２0＝１、Ｐ1′＜Ｐ′≦Ｐ2′なら信号波長数＝２1＝２、Ｐ2′＜Ｐ′≦Ｐ3′なら信号波長数＝２2＝４、Ｐ3′＜Ｐ′≦Ｐ4′なら信号波長数＝２3＝８、Ｐ4′＜Ｐ′≦Ｐ5′なら信号波長数＝２4＝１６というように利得偏差帯域４２の信号波長数を求めることができ、さらに、図６（Ｃ）に示すように、ＳＲＳ帯域４３についてのモニタ値Ｐ″に対して閾値Ｐ1″，Ｐ2″，Ｐ3″，Ｐ4″，…を設定し、Ｐ″≦Ｐ1″なら信号波長数＝２0＝１、Ｐ1″＜Ｐ″≦Ｐ2″なら信号波長数＝２1＝２、Ｐ2″＜Ｐ″≦Ｐ3″なら信号波長数＝２2＝４、Ｐ3″＜Ｐ″≦Ｐ4″なら信号波長数＝２3＝８というようにＳＲＳ帯域４３の信号波長数を求めることができる。
【００５８】
ただし、上述のごとく信号波長数を算出する場合には、上流から注入されるＡＳＥパワーを考慮しなければならない場合がある。その場合は、上流の光アンプのＡＳＥパワーを監視信号等で受け取り、各帯域４１，４２，４３の帯域幅に従ってＡＳＥパワーを分割し、各帯域４１，４２，４３のモニタ値から減算して、その値を用いて信号波長数を算出すればよい。
【００５９】
また、上記の閾値は、各帯域４１，４２，４３でのパワー変化の特徴に基づいて設定するのが好ましく、そのため各帯域４１，４２，４３で異なるのが好ましい。例えば、ＳＨＢ帯域４１は、ＳＨＢの影響で信号光パワーが減少する傾向にあるので、利得偏差帯域４２についての閾値よりも小さめに設定するのが好ましく、また、ＳＲＳ帯域４３は、ＳＲＳの影響がなくなることで信号光パワーが減少する傾向にあるので、同様に、利得偏差帯域４２についての閾値よりも小さめに設定するのが好ましい。
【００６０】
記憶部２３は、上記の帯域毎の閾値や、上記ＡＳＥパワー情報、１波長あたりの入力光パワーの設計値、フィードフォワード制御に必要な信号（波長）配置対励起電流情報、フィードバック制御に必要な信号（波長）配置対目標利得情報などを記憶しておくものである。
目標利得演算部（目標利得補正部）２２は、例えば図７に示すごとく、上記の帯域別信号波長数演算部２１により得られた波長数情報から帯域４１，４２，４３毎に１波長あたりの平均入力光パワーを求め、その結果から全信号帯域４０の平均入力光パワーを求めて規定の入力光パワーとの差分をキャンセルするのに必要な目標利得の補正量（利得補正量）を求めるもので、当該利得補正量に応じて利得一定制御部２０がＥＤＦ１１の利得を調整（補正）することで、出力信号光レベルの変動が抑制されるようになっている。なお、この目標利得演算部２２は、後述するごとく、１波長あたりの平均入力光パワーを求めた後、１波長あたりの規定の目標出力光パワーとの差分を上記利得補正量として求めることも可能である。また、利得補正量ではなく当該利得補正量を反映した新たな目標利得を利得一定制御部２０に対して設定するようにしてもよい。
【００６１】
以下、上述のごとく構成された本実施形態の光増幅器１の利得制御方法について詳述する。
例えば図８に示すように、定常状態（信号波長数変化が規定値よりも少ない状態）では、利得一定制御部２０により、ＰＤ１７−４及びＰＤ１９によるＥＤＦ１１の入出力光パワーのモニタ値に基づきＥＤＦ１１の利得が所定の利得値となるように利得一定制御が行なわれている（ステップＳ１，Ｓ２及びステップＳ３のＹｅｓルートからステップＳ４）。このとき、利得調整部３０の帯域別信号波長数演算部２１では、上述したごとく各帯域４１，４２，４３の信号波長数をカウントして信号波長数の変化を監視している（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００６２】
かかる状態において、例えば、全信号波長数の半分以上（４０波のうち３９波など）が障害等によって入力されなくなり、光増幅器１へのトータル入力光パワー（ＰＤ１７−４でモニタ）が大幅に（例えば３ｄＢ）低下（図９の矢印５１及び符号Ａ参照）したとすると、目標利得演算部２２が、帯域別信号波長数演算部２１により得られた波長数情報から１波長あたりの平均入力光パワーを求め、当該平均入力光パワーと目標出力光パワーとから目標利得を求める。
【００６３】
より詳細には、まず、帯域別信号波長数演算部２１において、各帯域４１，４２，４３の入力モニタ値（Ｐin_mon_k）と、事前に入手しておく各帯域４１，４２，４３のＡＳＥパワー（Ｐase_k）及び１波長あたりの規定の信号光パワー（Ｐin_design）とに基づいて、下記式（１）により各帯域４１，４２，４３に含まれている波長数(ｍ’_k)が算出される。
【００６４】
ｍ’_k＝（Ｐin_mon_k−Ｐase_k）／Ｐin_design  …（１）
そして、得られた波長数（ｍ’_k）が前記閾値により量子化されて、概算波長数（ｍ_k）が決定される。例えば、０．７≦ｍ’_k＜１．４１であればｍ_k＝１、１．４１≦ｍ’_k＜２．８２であればｍ_k＝２、２．８２≦ｍ’_k＜５．１５であればｍ_k＝４、５．１５≦ｍ’_k＜１１．３であればｍ_k＝８、１１．３≦ｍ’_k＜２２．６であればｍ_k＝１６という具合である。ただし、概算波長数ｍ_kの最大値は各帯域に含まれ得る最大波長数に制限される。また、既述のように、概算波長数ｍ_kを求める際の閾値は帯域４１，４２，４３毎に異なるのが好ましい。
【００６５】
次いで、帯域別信号波長数演算部２１は、上述のごとく得られた各帯域４１，４２，４３の概算波長数ｍ_kの合計を信号帯域４０の全波長数ｍとし、算出した波長数ｍを基に、下記式（２）により、１波長あたりの信号光入力パワー（Ｐin）を決定する。ただし、下記の式（２）において、Ｐaseは各帯域４１，４２，４３の上記ＡＳＥパワーＰase_kの合計を表す。
Ｐin＝（Ｐin_mon_k−Ｐase）／ｍ  …（２）
そして、このようにして得られた１波長あたりの信号光入力パワーＰinと、目標出力光パワー（Ｐout_target）とを基に、目標利得演算部２２が、下記式（３）により、目標利得（Ｇｔ）を決定する（以上、ステップＳ３のＮｏルートからステップＳ５）。
Ｇｔ＝Ｐout_target／Ｐin  …（３）
利得一定制御部２０は、定常状態における目標利得（所定値）を上述のごとく算出された目標利得Ｇｔに変更する（ステップＳ６）。その後、所定時間ｔ＝ｂ(システムレベル調整の制御応答時間よりも十分遅い時間)が経過するまで（ステップＳ７でｔ＝ｂとなるまで）、帯域別信号波長数演算部２１及び目標利得演算部２２において目標利得Ｇｔが算出され、利得一定制御部２０は、このように逐次更新される目標利得Ｇｔに従ってＥＤＦ１１への励起光パワーを高速に調整（補正）し（ＡＧＣの目標利得をＧｔに変更し）、例えば１μｓオーダの速い変化で生じる過渡変動に追従してこれを抑圧する（ステップＳ７の「ｔ＜ｂ」で示すルートからステップＳ５，Ｓ６及び図９の実線波形５２参照）。なお、上記の所定時間ｔは、例えば、通常、光増幅器１の応答に遅れてＯＡＤＭノード１００内の出力調整のための光可変減衰器（図示省略）が働き出すことから、光増幅器１の出力とＯＡＤＭノード１００内の光可変減衰器の応答が安定するまでの時間である。
【００６６】
その後、上記所定時間ｔ＝ｂが経過すると、利得一定制御部２０は、目標利得Ｇｔをその時点での値にいったん固定し（ステップＳ８及び図９の符号Ｂ参照）、光増幅器１の全信号帯域４０をモニタする入力ＰＤ１７−３及び出力ＰＤ１９による入出力モニタ値に基づいて利得一定制御（フィードバック制御）を行なった後、目標利得Ｇｔを設計利得値（所定値）へ伝送システムで用いられる他のアクティブデバイスの応答時間よりも遅く徐々に（例えば、０．１ｄＢずつ）近づけて（戻して）ゆく（ステップＳ９，ステップＳ１０のＹｅｓルート及び図９の符号Ｃ参照）。目標利得Ｇｔが上記設計利得値に達すると、利得一定制御部２０は、定常状態での制御に移行する（ステップＳ１０のＹｅｓルートからステップＳ１１）。
【００６７】
以上のように、ＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３のそれぞれについて算出した信号波長数に基づいて、目標利得Ｇｔを逐次更新して高速に利得調整（補正）することにより、図９中に実線波形５２で示すごとく、障害発生等で信号波長数が急激に変化して光増幅器１への入力光パワーが急変したとしても、出力信号光レベル（残留信号光レベル）の変動（過渡変動）を最小限に抑圧する（つまり、ＡＬＣを実現する）ことが可能となり、過渡的な出力パワー変化の累積を抑圧することが可能となる。なお、図９中に示す点線波形５３は従来のＡＧＣによる制御での残留信号光レベルの過渡変動を示しており、本実施形態の制御に比して大きな過渡変動が発生することが分かる。
【００６８】
したがって、例えば図１０に示すごとく、従来のＡＧＣを用いた伝送システムでは、最大伝送波長数４０波のうち３９波が切断された場合、残留信号光パワーの変化量は光増幅器１を通過する毎に減少してゆく（符号５３参照）のに対し、ＯＡＤＭノード１００の出力側に設置されるポストアンプ１に本実施形態の光増幅器（ＡＧＣ）を適用することにより、残留信号光パワーの変化量を１／１０程度に抑圧することが可能（符号５４参照）である。これは、図１１に示すごとく、信号受信端（例えば図２５でいえば光受信器１０１）での光ＳＮ比として４ｄＢ程度の改善効果が得られることを示している。
【００６９】
また、信号帯域４０を３分割して各分割帯域４１，４２，４３の入力光パワーをモニタする構成なので、従来のように信号波長数を求めるために波長単位で分波する波長分波器（DEMUX）を必要としないので、雑音特性（ＮＦ）の劣化も抑圧することができる。
〔Ａ１〕利得制御方法の変形例
次に、以下では、上述した利得制御方法の他の例について説明する。
【００７０】
光増幅器１の試験結果、例えば、波長配置と、信号波長数が変化する前と後の状態と、全波長が入力されたときの光増幅器１の利得波長特性とから、目標利得Ｇｔを算出することが可能である。事前に算出したこの目標利得Ｇｔを光増幅器１内のデータベース２３（図２参照）に保持しておき、波長配置と信号波長数が変化した際に、このデータベース２３を参照して目標利得Ｇｔを更新（選択）する。
【００７１】
ここで、目標利得の算出方法としては、例えば、以下のように取り決められる。
(1)ＳＨＢ帯域４１の信号波長数が多い（所定数以上残留した）まま、他の帯域４２，４３（特に、利得偏差帯域４２）で大幅（所定数以下）に信号波長数が減少した場合には、目標利得Ｇｔを定常状態の利得値から減少させる。
(2)ＳＨＢ帯域４１の信号波長数が大幅（所定数以下）に減少した場合には、目標利得Ｇｔを定常状態の利得値から増加させる。
【００７２】
(3)ＳＨＢ帯域４１の波長数変化前の信号波長数が少ない（規定値ｋ未満の）場合には、目標利得Ｇｔは変化させない。
(4)ＳＨＢ帯域４１の信号波長数が大幅に減少し（規定値ｋ未満）、かつ、全信号帯域４０の信号波長数が規定値m以下となる場合には、目標利得Ｇｔを定常状態の利得値から増加させる。
【００７３】
(5)全信号帯域４０の信号波長数が規定値ｎ以上の状態からＳＲＳ帯域４３以外の信号波長数が規定値ｐ以下となり、ＳＲＳ帯域４３に残った信号波長数が少数であると判断した場合には、目標利得を定常状態の利得値から増加させる。
以上の更新動作を基本として、光増幅器１の利得波長特性に従って利得調整量を決定する。即ち、
(6)平均利得の高い帯域に信号波長数が多いまま、その他の帯域で大幅に信号波長数が減少した場合には、目標利得Ｇｔを定常状態の利得値から増加させる。
【００７４】
(7)平均利得の低い帯域に信号波長数が多いまま、その他の帯域で大幅に信号波長数が減少した場合には、目標利得Ｇｔを定常状態の利得値から減少させる。
以上の動作を実現する目標利得Ｇｔの算出結果（目標利得設定テーブル）の一例を図１２に示す。この図１２に示す目標利得設定テーブル２３１が上記データベース２３に予め保持される。なお、この図１２に示すテーブル２３１において、「前」は信号波長数の変動前、「後」は信号波長数の変動後を表しており、●印は帯域４１，４２又は４３内の信号波長数が或る一定波長数（規定値）以上であることを表し、○印は帯域４１，４２又は４３内の信号波長数が或る一定波長数（規定値）以下であることを表している。
【００７５】
したがって、一例として、このテーブル２３１の符号Ａで示す行は、波長数変動前後で、ＳＨＢ帯域４１には一定波長数以上（多く）の信号波長が残っており、かつ、利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３にはいずれも一定波長数以下の（少ない）信号波長が残っている状況においては、目標利得Ｇｔを減少させ、同様に、符号Ｂで示す行は、波長数変動前後で、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３にはいずれも一定波長数以下の（少ない）信号波長が残っており、かつ、利得偏差帯域４２には一定波長数以上（多く）の信号波長が残っている状況においては、目標利得Ｇｔを増加させることをそれぞれ示している。
【００７６】
この場合、目標利得演算部２２（図２参照）は、信号波長数（波長配置）が変化した際、帯域別信号波長数演算部２１で求められた各帯域４１，４２，４３の信号波長数（波長配置）に基づいて上記テーブル２３１を参照（検索）することによって該当する目標利得Ｇｔを選択することにより目標利得Ｇｔを逐次更新することになる。
以下、本例による利得制御方法について、図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００７７】
まず、本例においても、定常状態（信号波長数変化が許容量よりも少ない状態）では、利得一定制御部２０により、ＰＤ１７−３及びＰＤ１９によるＥＤＦ１１の入出力モニタ値に基づきＥＤＦ１１の利得が所定の利得値となるように利得一定制御が行なわれている（ステップＳ１，Ｓ２及びステップＳ３のＹｅｓルートからステップＳ４）。このとき、利得調整部３０の帯域別信号波長数演算部２１では、上述したごとく各帯域４１，４２，４３の信号波長数をカウントして信号波長数の変化を監視している（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００７８】
かかる状態において、例えば、全信号波長数の半分以上（４０波のうち３９波など）が障害等によって入力されなくなり、光増幅器１への入力光パワー（ＰＤ１７−３でモニタ）が３ｄＢ低下（図９の矢印５１参照）したとすると、目標利得演算部２２が、帯域別信号波長数演算部２１により得られる帯域４１，４２，４３毎の波長数情報から波長配置と波長数変化とを認識し、これらを基にデータベース２３の目標利得設定テーブル２３１を参照して、該当する目標利得Ｇｔ〔利得調整量（励起光源駆動電流値）〕を取得（選択）する（ステップＳ３のＮｏルートからステップＳ５′）。
【００７９】
利得一定制御部２０は、この目標利得演算部２２からの目標利得Ｇｔの設定に従って励起光パワー制御を行ない（ＡＧＣの目標利得をＧｔに変更し）、例えば１μｓオーダの速い変化で生じる過渡変動に追従してこれを抑圧する（ステップＳ６及び図９の実線波形５２参照）。その後、利得一定制御部２０は、光増幅器１の全信号帯域４０をモニタする入力ＰＤ１７−３及び出力ＰＤ１９（図２参照）による入出力モニタ値に基づいて利得一定制御（フィードバック制御）を行なう。ただし、利得は目標利得Ｇｔとする。
【００８０】
そして、一定時間経過後、利得一定制御部２０は、伝送システムで用いられる他のアクティブデバイスの応答時間よりも遅く（例えば、０．１ｄＢずつ）目標利得Ｇｔを設計利得値（所定値）に近づけてゆく（ステップＳ９，ステップＳ１０のＹｅｓルート及び図９の符号Ｃ参照）。目標利得Ｇｔが上記設計利得値に達すると、利得一定制御部２０は、定常状態での制御に移行する（ステップＳ１０のＹｅｓルートからステップＳ１１）。
【００８１】
なお、ラマン増幅を適用するアップグレードでは、この過渡応答対策用のモニタをラマン増幅器のチルトモニタとして兼ねることもできる。
以上のように、本変形例によれば、ＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３のそれぞれについて算出した信号波長数に基づいて、目標利得Ｇｔをデータベース２３の目標利得設定テーブル２３１から選択・設定するという簡易かつ高速な制御で、上述した実施形態と同様に、出力信号光レベル（残留信号光レベル）の変動（過渡変動）を最小限に抑圧して、過渡的な出力パワー変化の累積を抑圧することが可能となる。
【００８２】
したがって、本例においても、最大伝送波長数４０波のうち３９波が切断された場合でも、残留信号光パワーの変化量を１／１０程度に抑圧することが可能であり、信号受信端での光ＳＮ比として４ｄＢ程度の改善効果が得られる。
〔Ａ２〕帯域別入力光モニタ部１０の変形例
上述した実施形態では、信号帯域４０のうちＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３についてそれぞれＰＤ１７−１，１７−２により入力信号光パワーをモニタし、ＰＤ１７−４のモニタ値からこれらＰＤ１７−１，１７−２による各モニタ値を差し引くことによって、利得偏差帯域４２の入力信号光パワーを演算により求める構成となっているが、３つの帯域４１，４２，４３のそれぞれについてＰＤを用いて入力信号光パワーをモニタする構成にすることもできる。
【００８３】
即ち、例えば図１４に示すように、ＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３のそれぞれについてＰＤ１７−１，ＰＤ１７−２，ＰＤ１７−３を用意し、光カプラ（３ｄＢカプラ）１３，エッジフィルタ１６−１，１６−２を用いて信号帯域４０を上記各帯域４１，４２，４３に３分割して各ＰＤ１７−１，１７−２，１７−３に入力する構成とする。
【００８４】
また、例えば図１５に示すように、３ｄＢカプラ１３，１４と、各帯域４１，４２，４３用のバンドパスフィルタ１５−１，１５−２，１５−３と、各帯域４１，４２，４３用のＰＤ１７−１，１７−２，１７−３を用いることによっても、同様に、各帯域４１，４２，４３別にそれぞれの入力信号光パワーをモニタすることが可能である。
いずれの構成によっても、上記のような利得偏差帯域４２の入力信号光パワーの演算が不要になるので、より高速な制御が実現可能である。
【００８５】
〔Ａ３〕その他
なお、上述した実施形態では、いずれも、信号波長帯域４０をＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２およびＳＲＳ帯域４３の３つの帯域に分割して各分割帯域４１，４２，４３の信号波長数を求める構成になっているが、ＳＨＢ帯域４１とそれ以外の帯域（利得偏差帯域４２を含む）、あるいは、ＳＲＳ帯域４３とそれ以外の帯域（利得偏差帯域４２を含む）の２つに２分割して各分割帯域の信号波長数を求める構成にしてもよい。この場合であっても、従来よりも残留信号光パワーの変動の抑圧効果を期待することができる。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明をポストアンプ１に適用した例について説明したが、勿論、プリアンプ３又は５（図１参照）に適用することもできる。
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
次に、以下では、高速応答で低コストな利得等化デバイスについて説明する。前述したように、信号光の信号状態の動的な変化によって発生する信号光の波長平坦性の変化は主にＥＤＦＡ中で発生するＳＨＢ、ＥＤＦＡの利得偏差、光伝送路中で発生するＳＲＳが要因として挙げられる。そして、各々の要因は波長によって効果の大きさが異なり、例えば、Ｃバンド（１５３２ｎｍ〜１５６３ｎｍ）では、短波長ほどＳＨＢ，利得偏差及びＳＲＳの効果が大きいのに対して、長波長はＳＲＳ及び利得偏差の効果、これらの中間の波長帯域は利得偏差の効果が他の２つの要因と比較して大きくなる。
【００８７】
したがって、信号光状態（波長数及び波長配置）の変化に伴う利得波長特性の変化は、高価となる波長単位の補償ではなく、発生要因の内訳に応じて信号帯域を分割し、帯域単位で補償することによって十分な効果が得られる。そこで、図３により前述したごとく、信号帯域４０をＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３の３つの帯域に分割し、これらの帯域４１，４２，４３単位で信号光の出力等化する手段（利得等化デバイス）を安価かつ簡易に実現して、波長数及び波長配置の変化による伝送エラーの発生を防ぐ。
【００８８】
（Ｂ１）高速応答特性を有する利得等化デバイスの説明
図２６は本発明の第２実施形態に係る利得等化デバイスの構成を示すブロック図で、この図２６に示す利得等化デバイス（帯域単位利得等化器）６０は、例えば、２つのサーキュレータ６０１，６０２と、３種類の反射型デバイス６０３，６０８，６０９と、２つのＷＤＭカプラ６０４，６１０と、３つの可変光減衰器（ＶＯＡ）６０５，６０６，６０７とをそなえて構成され、サーキュレータ６０１の一方の出力ポートにＶＯＡ６０５が接続され、このＶＯＡ６０５に反射型デバイス６０８，６０９が直列に接続され、さらに後段の反射型デバイス６０９の出力にサーキュレータ６０２の一方の入力ポートが接続されるとともに、サーキュレータ６０１の他方の出力ポートに反射型デバイス６０３が接続され、この反射型デバイス６０３にＷＤＭカプラ６０４が接続され、このＷＤＭカプラ６０４の一方の出力にＶＯＡ６０６、他方の出力にＶＯＡ６０７が接続され、さらに、これらのＶＯＡ６０６，６０７の出力がＷＤＭカプラ６１０に接続され、このＷＤＭカプラ６１０の出力が後段のサーキュレータ６０２の他方の入力ポートに接続されている。
【００８９】
ここで、サーキュレータ（第１の光サーキュレータ）６０１は、入力ＷＤＭ光（主信号光）を反射型デバイス６０３へ導くとともに、反射型デバイス６０３からの入力光をＶＯＡ６０５へ導くものであり、反射型デバイス（利得偏差帯域反射デバイス）６０３は、サーキュレータ６０２からの入力主信号光のうち前記利得偏差帯域（以下、「中間帯域」ともいう）４２の波長の光を反射する一方、それ以外の波長の光（つまり、前記ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の光）をＷＤＭカプラ６０４へ透過するもので、例えば、かかる波長反射／透過特性をもつ反射型グレーティングとして構成することができる（他の反射型デバイス６０８，６０９についても同様）。
【００９０】
ＶＯＡ６０５，６０６，６０７は、それぞれ、入力光の減衰度を調整することにより出力光パワーを調整するもので、それぞれの減衰度は図２８又は図２９により後述する制御部７０（利得等化制御部７４）によって個別に調整されるようになっている。なお、これらのＶＯＡ６０５，６０６，６０７は、それぞれ、ＯＡＤＭノード１００でのレベル補償制御の応答速度（〜１０ｍｓ程度）と比べて十分速い（マイクロ秒オーダの）応答速度をもつ（例えば、〜数１０μｓ程度）ものとし、故に、以下において、高速ＶＯＡ６０５，６０６，６０７と表記することがある。
【００９１】
ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６０４は、上記反射型デバイス６０３を透過してきた入力光をＳＨＢ帯域４１の光とＳＲＳ帯域４３の光とに分波して、ＳＨＢ帯域の光はＶＯＡ６０７へ、ＳＲＳ帯域の光はＶＯＡ６０６へ出力するもので、これにより、ＳＨＢ帯域４１の光とＳＲＳ帯域４３の光とについてＶＯＡ６０６，６０７で個別に出力パワー調整を行なうことが可能となる。なお、上記とは逆に、ＳＨＢ帯域４１の光をＶＯＡ６０６へ、ＳＲＳ帯域４３の光をＶＯＡ６０７へ出力するようにしてもよい。
【００９２】
ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６１０は、ＶＯＡ６０６及びＶＯＡ６０７の出力光を合波してサーキュレータ６０２へ出力するものであり、サーキュレータ（第２の光サーキュレータ）６０２は、反射型デバイス６０９側から入力される光を出力ポートへ導く一方、ＷＤＭカプラ６１０側から入力される光をＶＯＡ６０５（反射型デバイス６０８，６０９）側へ導くものである。つまり、本例では、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の光が、このサーキュレータ６０２にて反射型デバイス６０９側へ導かれることになる。
【００９３】
そして、反射型デバイス（ＳＨＢ帯域反射デバイス）６０８は、ＳＨＢ帯域４１の光を反射し、それ以外の波長の光は透過するものであり、反射型デバイス（ＳＲＳ帯域反射デバイス）６０９は、ＳＲＳ帯域４３の光を反射し、それ以外の波長の光は透過するものである。したがって、本例では、ＶＯＡ６０５からの光（つまり、利得偏差帯域４２の光）は、反射型デバイス６０８及び６０９をいずれも透過してサーキュレータ６０２へ導かれ、ＶＯＡ６０６，６０７，ＷＤＭカプラ６１０及びサーキュレータ６０２を経由した光（つまり、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の光）は、反射型デバイス６０８，６０９で反射されて、再度、サーキュレータ６０２へ導かれることになる。
【００９４】
つまり、上記のサーキュレータ６０１，６０２，反射型デバイス６０３，６０８，６０９，ＷＤＭカプラ６０４，６１０は、入力波長多重光の信号波長帯域４０をＳＨＢ帯域４１，中間帯域４２及びＳＲＳ帯域４３の３帯域に分割する帯域分割手段として機能し、上記のＶＯＡ６０７はＳＨＢ帯域４１用、ＶＯＡ６０５は中間帯域（利得偏差帯域）４２用、ＶＯＡ６０６はＳＲＳ帯域４３用の可変光減衰器として機能し、これらのＶＯＡ６０５，６０６，６０７によって、上記分割帯域４１，４２，４３単位で出力光パワーを調整する調整手段が実現されていることになる。
【００９５】
このような構成により、本例の利得等化デバイス６０では、入力光が上記帯域４１，４２，４３別に図２７に示すような光路８３，８１，８２を辿って伝搬して、これらの帯域４１，４２，４３別にＶＯＡ６０５，６０６，６０６によって独立して出力光パワーの調整を行なうことが可能となる。
即ち、利得等化デバイス６０への入力光は、まず、サーキュレータ６０１により反射型デバイス６０３へ導かれるが、光路８１で示すごとく、利得偏差帯域４２の光は、反射型デバイス６０３にて反射されて、再度、サーキュレータ６０１へ導かれ、ＶＯＡ６０５，反射型デバイス６０８及び６０９を経由してサーキュレータ６０２へ導かれて、その出力ポートから出力される。
【００９６】
これに対し、ＳＨＢ帯域４１の光は、光路８３で示すごとく、ＳＲＳ帯域４３の光とともに反射型デバイス６０３を透過してＷＤＭカプラ６０４へ導かれた後、ＷＤＭカプラ６０４によりＶＯＡ６０７へ導かれ、ＶＯＡ６０７，ＷＤＭカプラ６１０，サーキュレータ６０２，反射型デバイス６０９を経由して反射型デバイス６０８へ導かれる。そして、当該反射型デバイス６０８にて反射され、さらに、反射型デバイス６０９を透過してサーキュレータ６０２の出力ポートから出力される。
【００９７】
また、ＳＲＳ帯域４３の光は、光路８２で示すごとく、ＳＨＢ帯域４１の光とともに反射型デバイス６０３を透過してＷＤＭカプラ６０４へ導かれた後、ＷＤＭカプラ６０４によりＶＯＡ６０６へ導かれ、ＶＯＡ６０６，ＷＤＭカプラ６１０，サーキュレータ６０２を経由して反射型デバイス６０９へ導かれ、当該反射型デバイス６０９にて反射されてサーキュレータ６０２の出力ポートから出力される。
【００９８】
したがって、上記の各光路８１，８２，８３上にそれぞれ設けられている高速ＶＯＡ６０５，６０６，６０７の減衰度を個別に調整（制御）することにより、利得偏差帯域４２，ＳＲＳ帯域４３，ＳＨＢ帯域４１の帯域別に独立してそれぞれの出力光パワーを調整することが可能となり、これにより、信号波長帯域４０に生じた利得偏差（出力光パワー偏差）を波長単位ではなく帯域４１，４２，４３単位で高速に（従来のようなミリ秒オーダではなくマイクロ秒オーダで）補償（等化）することが可能となる。
【００９９】
その結果、高価な高速ＶＯＡを波長毎にそなえる必要がなく、信号波長帯域４０の波長数によらず各帯域４１，４２，４３用の３つを用意すれば足りるので、高速応答特性を有する利得等化デバイス６０を安価に実現することができる。
なお、本例の利得等化デバイス６０は、上記の各光路８１，８２，８３で同程度の損失が生じるように設計されている。即ち、光路８１には、サーキュレータ６０１，反射型デバイス６０３，ＶＯＡ６０５，反射型デバイス６０８，６０９及びサーキュレータ６０２の計６つの光部品が存在し、光路８２には、サーキュレータ６０１，反射型デバイス６０３，ＷＤＭカプラ６０４，ＶＯＡ６０６，ＷＤＭカプラ６１０及びサーキュレータ６０２の計６つの光部品が存在し、光路８３には、サーキュレータ６０１，反射型デバイス６０３，ＷＤＭカプラ６０４，ＶＯＡ６０７，ＷＤＭカプラ６１０及びサーキュレータ６０２の計６つの光部品が存在しており、いずれの光路８１，８２，８３についても光が同数の光部品を経由するように構成されているのである。
【０１００】
これにより、利得等化デバイス６０内において、各帯域４１，４２，４３の光のパワー損失の偏差（ばらつき）を最小限に抑制することができるので、高速ＶＯＡ６０５，６０６，６０７として同じもの、あるいは、同程度の減衰幅をもつものを適用すればよいので、製造コストも削減することができる。また、減衰度の制御も簡易化することが可能である。
【０１０１】
（Ｂ２）利得等化デバイス６０の適用例の説明
上述した利得等化デバイス６０は、ＯＡＤＭノード１００に適用することができ、例えば、図２８に示すように、ＯＡＤＭノード１００の分岐挿入部１１０の後段、あるいは、図２９に示すように、ＯＡＤＭノード１００の分岐挿入部１１０の前段に設けることができる。
【０１０２】
即ち、図２８及び図２９に示すＯＡＤＭノード１００は、入力ＷＤＭ光のうちの特定（任意）の波長の光についての分岐／挿入を行なう光分岐挿入部１１０と、ＷＤＭカプラ５０と、光分岐挿入部１１０の前段又は後段に設けられた利得等化デバイス６０と、利得等化デバイス６０による利得等化を制御する制御部７０とをそなえて構成され、さらに、この制御部７０には、帯域毎モニタ部７１，損失量演算部７２，記憶部７３及び利得等化制御部７４がそなえられている。
【０１０３】
ここで、光分岐挿入部１１０は、例えば、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）とＶＯＡの組合せや、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength. Selective Switch）などを用いて構成することができる。また、この光分岐挿入部１１０は、その出力光パワーをＷＤＭ光の波長別に調整する機能を有しており、信号光状態が定常状態の時（波長数及び波長配置に変化がない時）は、光分岐挿入部１１０から出力される各波長の信号光が予め定められたパワーとなるように出力一定（ＡＬＣ）制御を行ない、波長毎に出力等化を行なえるようにもなっている。
【０１０４】
ＷＤＭカプラ５０は、光分岐挿入部１１０又は光増幅器（ＥＤＦＡ）１から入力されるＷＤＭ光の一部をモニタ光としてパワー分岐して帯域毎モニタ部７１へ出力するとともに、残りを利得等化デバイス６０へ出力するものである。
また、制御部７０において、帯域毎モニタ部７１は、上記ＷＤＭカプラ５０から入力されるモニタ光を基に前記ＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２及びＳＲＳ帯域４３の各帯域別にそれぞれの受光パワー（１波あたりの平均信号光パワー）をモニタするもので、このモニタ機能は、例えば、図２や図１４，図１５により前述した帯域別入力モニタ手段１０と同等の構成により実現することができる。
【０１０５】
記憶部７３は、利得等化デバイス６０の挿入位置に応じて、１波長あたりの平均出力光パワーの目標値（以下、目標出力光パワーともいう）を予め記憶しておくものであり、損失量演算部（差分検出部）７２は、この帯域毎モニタ部７１でのモニタ結果と記憶部７３に記憶されている目標出力光パワーとの差分（損失量）を帯域４１，４２，４３別に計算（検出）するものである。
【０１０６】
そして、利得等化制御部７４は、上記損失量演算部７２にて得られた損失量が最小となるように（平均出力光パワーが目標出力光パワーとなるように）利得等化デバイス６０、より詳細には、前記高速ＶＯＡ６０５，６０６，６０７を個別に制御して前記帯域４１，４２，４３の損失量を個別に調整することにより、信号波長帯域４０に生じている損失量のばらつき（利得偏差）を波長単位ではなく帯域４１，４２，４３単位に補償するものである。
【０１０７】
このような構成により、本例のＯＡＤＭノード１００では、波長パスの再構築等によって信号光状態が急激に変化した直後は、光分岐挿入部１１０による波長毎利得等化制御の応答速度が遅いため、過渡期間において、その損失特性が一定のまま（信号波長帯域４０に出力光パワー偏差（利得偏差）が生じたまま）となるが、制御部７０が、入力信号光の帯域４１，４２，４３別に入力信号光パワーをモニタして、そのモニタ結果に基づいて、利得等化デバイス６０の出力信号光における各帯域４１，４２，４３の平均出力パワーが予め定められた目標出力光パワーとなるように、利得等化デバイス６０（ＶＯＡ６０５，６０６，６０７）を制御することで、上記利得偏差を高速に補償することが可能となる。
【０１０８】
なお、上記構成では、帯域毎モニタ部７１は、利得等化デバイス６０の入力信号光パワーをモニタしている（つまり、フィードフォワード制御している）が、利得等化デバイス６０の出力信号光パワーをモニタする（つまり、フィードバック制御する）構成としてもよい。
（Ｂ３）ＯＡＤＭノード１００での制御方法の説明
以下、上記の利得等化デバイス６０の制御方法（制御部７０の動作）について、図３０，図３１及び図３２を参照しながら詳述する。
【０１０９】
まず、図３１に示すように、上記制御部７０は、帯域毎モニタ部７１により帯域４１，４２，４３別にそれぞれの入力信号光パワーの平均値（平均パワー）を取得する（ステップＳ２１）。この各帯域４１，４２，４３の平均パワーは、それぞれ、損失量演算部７２へ出力され、損失量演算部７２は、例えば、まず、中間帯域４２の平均パワーと記憶部７３における信号波長帯域４０についての目標出力パワー（つまり、この場合は、各帯域４１，４２，４３で同じ目標出力パワーが設定されている）とを比較して（ステップＳ２２）、両者が一致するか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【０１１０】
その結果、一致していなければ、損失量演算部７２は、一致するまで（ステップＳ２３でＹＥＳと判定されるまで）、中間帯域４２の平均パワーが目標出力パワーとなるのに必要な利得等化デバイス６０（高速ＶＯＡ６０５）の制御量を決定し、当該制御量に基づいて利得等化制御部７４によって高速ＶＯＡ６０５を制御する（ステップＳ２３のＮＯルートからステップＳ２４）。
【０１１１】
一方、中間帯域４２の平均パワーと上記目標出力パワーとが一致している場合は、次に、損失量演算部７２は、ＳＨＢ帯域４１の平均パワーと上記目標出力パワーとを比較して（ステップＳ２３のＹＥＳルートからステップＳ２５）、両者が一致しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。その結果、一致していなければ、損失量演算部７２は、一致するまで（ステップＳ２６でＹＥＳと判定されるまで）、ＳＨＢ帯域４１の平均パワーが上記目標出力パワーとなるのに必要な利得等化デバイス６０（高速ＶＯＡ６０７）の制御量を決定し、当該制御量に基づいて利得等化制御部７４によって高速ＶＯＡ６０７を制御する（ステップＳ２６のＮＯルートからステップＳ２７）。
【０１１２】
また、ＳＨＢ帯域４１の平均パワーと上記目標出力パワーとが一致している場合は、次に、損失量演算部７２は、ＳＲＳ帯域４３の平均パワーと上記目標出力パワーとを比較して（ステップＳ２６のＹＥＳルートからステップＳ２８）、両者が一致しているか否かを判定する（ステップＳ２９）。その結果、一致していなければ、損失量演算部７２は、一致するまで（ステップＳ２９でＹＥＳと判定されるまで）、ＳＲＳ帯域４３の平均パワーが上記目標出力パワーとなるのに必要な利得等化デバイス６０（高速ＶＯＡ６０６）の制御量を決定し、当該制御量に基づいて利得等化制御部７４によって高速ＶＯＡ６０６を制御する（ステップＳ２９のＮＯルートからステップＳ３０）。
【０１１３】
そして、ＳＨＢ帯域４１の平均パワーと上記目標出力パワーとが一致すれば、すべての帯域４１，４２，４３についての出力信号光パワーの上記目標出力パワーへの調整が完了し、信号波長帯域４０に生じている利得偏差が等化（補償）される。なお、上記の例では、中間帯域４２→ＳＨＢ帯域４３→ＳＲＳ帯域４２の順序で目標出力パワーとの比較、判定を行なっているが、当該順序は不問である。
【０１１４】
以上の利得等化制御による各帯域４１，４２，４３の出力信号パワーの変化のイメージを図３０に示す。即ち、信号光状態が急激に変化した結果、図３０の（Ａ）に示すごとく、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の平均パワーがいずれも目標出力光パワーよりも高く、中間帯域４２の平均パワーが目標出力パワーよりも低い状態となっていた場合、上述した制御部７０による利得等化制御が働くことによって、図３０の（Ｂ）に示すごとく、すべての帯域４１，４２，４３の平均パワーが目標出力パワーとなるように高速に調整される。
【０１１５】
次に、上記ＯＡＤＭノード１００での定常状態と信号光状態に変化が発生した状態とおける信号波長帯域４０のパワー変化の様子について、図３２を参照しながら説明する。
ＯＡＤＭノード１００に入力される信号光は、光増幅器１の製造ばらつき等の理由から図３２の（Ａ）に示すような波長特性をもつ。定常状態では、光分岐挿入部１１０が追従できるため、光増幅器１の出力偏差は図３２の（Ｂ）に示すごとく補償され、信号光の波長特性は平坦になる。したがって、この状態では、利得等化デバイス６０の出力は、図３２の（Ｃ）に示すごとく、目標出力パワーを満たしており（目標出力パワーに一致しており）、利得等化の必要はない。
【０１１６】
続いて、波長パスの再構築等によってＷＤＭ伝送システムの波長数が変化したとする。すると、光増幅器１の出力偏差は、ＳＨＢ，ＳＲＳ，光増幅器１の平均ＡＧＣに伴う動作点シフト等によって、図３２の（Ａ）に示す形状から、例えば図３２の（Ｄ）に示すように変化する。このとき、光分岐挿入部１１０の波長毎ＡＬＣによる波長毎出力等化は応答速度が遅く、波長数変化直後は追従できない。
【０１１７】
したがって、光分岐挿入部１１０の出力でも、図３２の（Ｅ）に示すように、出力偏差が残留する。しかし、残留した出力偏差は、利得等化デバイス６０によって、上述したごとく帯域４１，４２，４３単位で利得等化されるので、図３２の（Ｆ）に示すように出力偏差が軽減される。なお、各帯域４１，４２，４３内の出力偏差は、本実施形態の利得等化デバイス６０では補償しないため残留するが、帯域４１，４２，４３間の出力偏差と比較してその影響は小さい。
【０１１８】
以上のような利得等化機能（利得等化デバイス６０及び制御部７０）を、ＷＤＭ伝送システムを構成するＯＡＤＭノード１００の全て又は一部に適用することで、利得等化デバイス６０を装備するＯＡＤＭノード１００において、信号波長帯域４０の出力光パワーが帯域４１，４２，４３単位で目標出力パワーとなるように高速に調整されるため、出力偏差が累積されず、多段に伝送した際でも、受信端での伝送エラーの発生を防ぐことが可能となる。
【０１１９】
例えば図３３に示すように、ＷＤＭ伝送システムにおける中継光増幅器数が３０台程度であったとすると、従来構成では、ＯＡＤＭノード１００が追従できずに残留した出力偏差がそのまま累積し、多ノード伝搬すると信号光パワーが大きく減衰することが確認できる（符号７０１参照）のに対し、本例では、ＯＡＤＭノード１００毎に出力光パワーを目標値に調整するため、多ノード伝送しても信号光パワーの劣化がみられず（符号７０２参照）、従来構成に比して、８．５ｄＢ程度の改善効果が得られることが分かっている。
【０１２０】
（Ｂ４）利得等化デバイス６０を用いたＷＤＭ伝送システムの調整手法の説明
光増幅器（ＥＤＦＡ）１の出力波長特性は、波長状態変化時の伝送エラー要因となるため、基本的に平坦（無偏差）であることが望まれる。しかし、実際には、ＥＤＦＡ１の製造ばらつきやＯＡＤＭノード１００の光部品の波長特性等によって偏差が発生する。そこで、上記の利得等化デバイス６０を用いて、ＷＤＭ伝送システム立ち上げ時に、製造ばらつきを補償するように調整を行なう。
【０１２１】
即ち、例えば図３４に示すように、２台の光増幅器（ＥＤＦＡ）１（１ａ，１ｂ）の間に、ＯＡＤＭノード１００と利得等化デバイス６０とを介装してＷＤＭ伝送システムを構築し、前段のＥＤＦＡ１ａに規定のパワーの信号光を入力し、後段のＥＤＦＡ１ｂの出力波長特性を前述したごとく帯域４１，４２，４３別にモニタし、モニタした出力波長特性の各帯域４１，４２，４３の平均出力パワーがそれぞれ予め与えられた目標出力パワーとなるように利得等化デバイス６０の損失調整（フィードバック制御）を前記制御部７０による利得等化制御と同様にして行なうことで、製造ばらつき等の影響を補償するのである。
【０１２２】
これにより、例えば、ＥＤＦＡ１ａ，１ｂの出力波長特性に、図３５の（Ａ）に示すごとく、ＥＤＦＡ１ａ，１ｂの製造ばらつきやＯＡＤＭノード１００の光部品の波長特性等によって信号波長帯域４０に偏差が生じていたとしても、利得等化デバイス６０の利得等化制御によって、図３５の（Ｂ）に示すごとく、当該偏差を帯域４１，４２，４３別に補償して平坦化することが可能である。なお、この場合も、フィードフォワード制御によって、上記信号波長帯域４０の偏差を補償するようにしてもよい。
【０１２３】
（Ｂ５）利得等化デバイス６０を用いた光増幅器（ＥＤＦＡ）１の説明
上述した利得等化デバイス６０は、光増幅器（ＥＤＦＡ）１に適用することも可能である。図３６に、本例でのＥＤＦＡ１の構成を示す。この図３６に示すＥＤＦＡ１は、主信号光伝送系として、例えば、２段構成のＥＤＦ（増幅媒体）１１Ａ，１１Ｂと、前段のＥＤＦ１１Ａの入力側にそれぞれ設けられた、ＷＤＭカプラ１１１，光アイソレータ１１２，ＷＤＭカプラ１１３と、ＥＤＦ１１ＡとＥＤＦ１１Ｂとの間にそれぞれ設けられた、ゲインイコライザ（ＧＥＱ）１１４，可変光減衰器（ＶＯＡ）１１５，利得等化デバイス６０，ＷＤＭカプラ１１６，光アイソレータ１１７及びＷＤＭカプラ１１８と、後段のＥＤＦ１１Ｂの出力側にそれぞれ設けられた、光アイソレータ１１９，ＷＤＭカプラ１２０及び１２１とをそなえて構成されている。
【０１２４】
また、制御系として、例えば、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）１２２，１２３及び１２４と、励起光生成手段としての励起レーザダイオード（ＬＤ）１２５，１２６と、利得一定制御（ＡＧＣ）部１２７とをそなえるとともに、前記制御部７０（図２８又は図２９参照）と同等の利得等化制御を実現すべく、帯域毎モニタ部７１，損失量演算部７２，記憶部７３及び利得等化制御部７４をそなえて構成されている。
【０１２５】
ここで、上記主信号光伝送系において、ＷＤＭカプラ１１１は、入力主信号光（ＷＤＭ光）の一部をモニタ光としてパワー分岐してＰＤ１２２へ出力するものであり、光アイソレータ１１２は、ＷＤＭカプラ１１１を透過してくる主信号光を後段のＷＤＭカプラ１１３側への一方向にのみ透過して、ＷＤＭカプラ１１２への反射戻り光を防止するためのものであり、ＷＤＭカプラ１２５は、励起ＬＤ１２５からのＥＤＦ１１Ａのための励起光をＥＤＦ１１Ａの前方から主信号光に結合してＥＤＦ１１Ａへ入力するためのものである。
【０１２６】
ＥＤＦ１１Ａは、上記励起ＬＤ１２５が生成した励起光を受けることにより主信号光を増幅するものであり、ＧＥＱ１１４は、固定の利得等化特性を有し、ＥＤＦ１１Ａからの主信号光について波長単位で利得等化を行なうものであり、ＶＯＡ１１５は、その減衰率が調整されることにより、ＧＥＱ１１４による利得等化後の主信号光パワーを調整するものである。
【０１２７】
利得等化デバイス６０は、前述したとおり、入力主信号光の信号波長帯域４０に生じている利得偏差をＳＨＢ帯域４１，中間帯域４２及びＳＲＳ帯域４３の帯域単位で利得等化を行なうものである。ただし、本例では、利得等化動作の応答速度が、ＯＡＤＭノード１００での波長毎ＡＬＣの応答速度と比較して、高速なデバイス（高速ＶＯＡ６０５，６０６，６０７）を用いても良いし、低速なデバイスを用いても良い。なお、利得等化デバイス６０をＥＤＦ１１ＡとＥＤＦ１１Ｂとの段間に挿入しているのは、光増幅器１全体の特性（雑音特性、増幅効率）を考慮した場合に、ＥＤＦ１１Ａの前段やＥＤＦ１１Ｂの後段に設ける場合に比して、良好な特性が得られるためである。
【０１２８】
ＷＤＭカプラ１１６は、利得等化デバイス６０の出力光の一部をモニタ光としてパワー分岐してＰＤ１２３へ出力するものであり、光アイソレータ１１７は、ＷＤＭカプラ１１６を透過してくる主信号光を後段のＷＤＭカプラ１１８側への一方向にのみ透過して、ＷＤＭカプラ１１６への反射戻り光を防止するためのものであり、ＷＤＭカプラ１１８は、励起ＬＤ１２６からのＥＤＦ１１Ｂのための励起光をＥＤＦ１１Ｂの前方から主信号光に結合してＥＤＦ１１Ｂへ入力するためのものである。
【０１２９】
ＥＤＦ１１Ｂは、上記励起ＬＤ１２６が生成した励起光を受けることにより入力主信号光を増幅するものであり、光アイソレータ１１９は、ＥＤＦ１１Ｂからの主信号光を後段のＷＤＭカプラ１２０側への一方向にのみ透過して、ＥＤＦ１１Ｂへの反射戻り光を防止するためのものであり、ＷＤＭカプラ１２０は、光アイソレータ１１９を透過してくる主信号光の一部をモニタ光としてパワー分岐してＰＤ１２４へ出力するものであり、ＷＤＭカプラ１２１は、ＷＤＭカプラ１２０を透過してくる主信号の一部をモニタ光としてパワー分岐して帯域毎モニタ部７１へ出力するものである。
【０１３０】
また、上記制御系において、ＰＤ１２２，１２３，１２４は、それぞれ、ＷＤＭカプラ１１１，１１６，１２０から入力されるモニタ光の受光量（パワー）に応じた電気信号（電圧信号）をＡＧＣ部１２７へ出力するものであり、励起ＬＤ１２５，１２６は、ＥＤＦ１１Ａ，１１Ｂのための上記励起光を生成するものであり、ＡＧＣ部１２７は、上記の各ＰＤ１２２，１２３，１２４からの受光パワー（トータルパワー）に応じた電圧信号（つまり、パワーモニタ値）に基づいて、即ち、ＥＤＦ１１Ａ，１１Ｂの入出力光パワーと目標利得とに基づいて、励起ＬＤ１２５，１２６を個別に制御することにより、ＥＤＦＡ１としての利得を一定に保つように制御するものである。
【０１３１】
そして、帯域毎モニタ部７１，損失量演算部７２，記憶部７３及び利得等化制御部７４は、それぞれ、図２８及び図２９により前述したものと同様のもので、帯域毎モニタ部７１は、ＷＤＭカプラ１２１からの主信号光についてのモニタ光をＳＨＢ帯域４１，中間帯域４２，ＳＲＳ帯域４３の３帯域に分割してそれぞれの帯域４１，４２，４３別に主信号光パワー（平均パワー）を取得して、損失量演算部７２へ出力するものである。
【０１３２】
また、記憶部７３は、ＥＤＦＡ１の１波長あたりの目標出力パワー、つまり、主信号光の信号波長帯域４０（ＳＨＢ帯域４１，中間帯域４２及びＳＲＳ帯域４３）についての目標出力パワー（平均値）を予め記憶しておくものであり、損失量演算部７２は、上記帯域４１，４２，４３別の平均パワーと記憶部７３における目標出力パワーとを比較して各帯域４１，４２，４３の損失量を求めるものであり、利得等化制御部７４は、この損失量演算部７２により求められた損失量に応じて利得等化デバイス６０のＶＯＡ６０５，６０６，６０７を個別に制御することにより、帯域４１，４２，４３単位で主信号光出力パワーが目標出力パワーとなるように制御して、信号波長帯域４０に生じている利得偏差を補償するものである。
【０１３３】
上述のごとく構成されたＥＤＦＡ１では、各ＥＤＦ１１Ａ，１１Ｂの入出力信号光のトータルパワーをＰＤ１２２，１２３，１２４によってモニタした結果と目標利得とに基づいて、ＡＧＣ部１２７によって、励起ＬＤ１２５，１２６の出力光パワーが制御されることで、平均ＡＧＣが行なわれるとともに、帯域毎モニタ部７１，損失量演算部７２，記憶部７３及び利得制御部７４によって、帯域４１，４２，４３別に主信号光の目標出力パワーに対する損失量が求められて、当該損失量に応じて各帯域４１，４２，４３の主信号光パワーが上記目標出力パワーとなるように、利得等化デバイス６０の損失量が帯域４１，４２，４３別に調整されて、信号波長帯域４０に生じている利得偏差が抑圧される。
【０１３４】
（Ｂ６）利得等化デバイス６０を具備する上記ＥＤＦＡ１の制御手法の説明
次に、図３６により上述した構成を有するＥＤＦＡ１での利得等化制御について、図３７及び図３８を参照しながら詳述する。なお、本例でのＥＤＦＡ１では、制御の安定性を考慮して、利得等化デバイス６０による利得等化制御は、ＯＡＤＭノード１００の波長単位の出力等化制御と比較して、十分遅い応答速度（１秒程度）で行なうこととする。
【０１３５】
まず、ＥＤＦＡ１では、ＡＧＣ部１２７による平均ＡＧＣが行なわれる。即ち、図３７に示すように、ＰＤ１２２，１２２，１２３によって、ＥＤＦ１１Ａ，１１Ｂの入出力信号光のトータルパワーが取得（モニタ）され（ステップＳ３１）、そのモニタ結果に基づいてＡＧＣ部１２７において、平均利得が求められ、当該平均利得と予めメモリ（図示省略）等に記憶されているＡＧＣの目標利得とが比較されて（ステップＳ３２）、上記モニタにより得られた平均利得が目標利得となっているか否かが判定される（ステップＳ３３）。
【０１３６】
その結果、上記モニタにより得られた平均利得が目標利得となっていなければ（ステップＳ３３でＮＯであれば）、ＡＧＣ部１２７は、目標利得となるまで（ステップＳ３３でＹＥＳと判定されるまで）、励起ＬＤ１２５，１２６を個別制御して、励起光出力パワーを適宜調整する（ステップＳ３３のＮＯルートからステップＳ３４）。
一方、上記の平均利得が目標利得となっていれば（ステップＳ３３でＹＥＳと判定されれば）、次に、利得等化デバイス６０による利得等化制御が動作する。即ち、帯域毎モニタ部７１によって、各帯域４１，４２，４３のそれぞれについての平均パワーを取得し（ステップＳ３３のＹＥＳルートからステップＳ３５）、損失量演算７２において、まず、例えば中間帯域４２についての平均パワーと目標出力パワーとを比較し（ステップＳ３６）、当該平均パワーが目標出力パワーとなっているかを判定する（ステップＳ３７）。
【０１３７】
その結果、目標出力パワーとなっていなければ（ステップＳ３７でＮＯであれば）、損失量演算部７２は、目標出力パワーとなるまで（ステップＳ３７でＹＥＳと判定されるまで）、目標出力パワーとの差分（つまり、損失量）を求め、利得等化制御部７４によって当該損失量が最小となるように利得等化デバイス６０のＶＯＡ６０５の減衰量を調整することにより、中間帯域４２についての損失量を調整（補償）する（ステップＳ３８）。
【０１３８】
これに対し、中間帯域４１についての平均パワーが目標出力パワーとなれば（ステップＳ３７でＹＥＳなら）、損失量演算部７２は、次に、例えばＳＨＢ帯域４１の平均パワーと目標出力パワーとを比較し（ステップＳ３９）、当該平均パワーが目標出力パワーとなっているかを判定する（ステップＳ４０）。
その結果、ＳＨＢ帯域４１の平均パワーが目標出力パワーになっていなければ（ステップＳ４０でＮＯであれば）、損失量演算部７２は、目標出力パワーとなるまで（ステップＳ４０でＹＥＳと判定されるまで）、目標出力パワーとの差分（損失量）を求め、利得等化制御部７４によって当該損失量が最小となるように利得等化デバイス６０のＶＯＡ６０７の減衰量を調整することにより、ＳＨＢ帯域４１についての損失量を調整（補償）する（ステップＳ４１）。
【０１３９】
一方、ＳＨＢ帯域４１についての平均パワーが目標出力パワーとなれば（ステップＳ４０でＹＥＳなら）、損失量演算部７２は、次に、ＳＲＳ帯域４３の平均パワーと目標出力パワーとを比較し（ステップＳ４２）、当該平均パワーが目標出力パワーとなっているかを判定する（ステップＳ４３）。
その結果、ＳＲＳ帯域４３の平均パワーが目標出力パワーになっていなければ（ステップＳ４３でＮＯであれば）、損失量演算部７２は、目標出力パワーとなるまで（ステップＳ４３でＹＥＳと判定されるまで）、目標出力パワーとの差分（損失量）を求め、利得等化制御部７４によって当該損失量が最小となるように利得等化デバイス６０のＶＯＡ６０６の減衰量を調整することにより、ＳＲＳ帯域４３についての損失量を調整（補償）する（ステップＳ４４）。
【０１４０】
そして、ＳＲＳ帯域４３の平均パワーが目標出力パワーとなれば（ステップＳ４３でＹＥＳと判定されれば）、すべての帯域４１，４２，４３の平均パワーが目標出力パワーに調整されて、信号波長帯域４０の利得偏差が補償されて平坦化される。なお、本例では、中間帯域４２→ＳＨＢ帯域４１→ＳＲＳ帯域４３の順序で調整を行なっているが、これらの順序は不問である。
【０１４１】
ここで、ＥＤＦＡ１に上記利得等化制御を適用した場合の定常状態と信号光状態に変化が発生した状態とにおける信号波長帯域４０のパワー変化の様子について、図３８を参照しながら説明する。
ＥＤＦＡ１から出力される信号光パワーは、利得等化制御を行なわないと、製造ばらつき等の理由から図３８の（Ａ）に示すような波長特性をもつ。定常状態では、低速の利得等化デバイス６０を用いても利得等化動作が追従するため、ＥＤＦＡ１の出力光パワー偏差は帯域４１，４２，４３単位で図３８の（Ｂ）に示すように等化される。このとき、残留した出力偏差は、ＯＡＤＭノード１００の波長毎ＡＬＣ機能によって図３８の（Ｃ）に示すように波長毎に出力等化される。
【０１４２】
続いて、波長パスの再構築等によってＷＤＭ伝送システムの信号光状態（波長数及び波長配置）が変化し、ＥＤＦＡ１の出力信号が図３８の（Ｂ）に示す波長特性から図３８の（Ｄ）に示す波長特性に変化したとする。すると、ＥＤＦＡ１のＡＧＣ部１２７による平均ＡＧＣによって、図３８の（Ｄ）に示す動作状態から動作点のシフトが起きて、波長特性が変化するが、定常状態の時点で図３８の（Ｂ）に示すように利得偏差が小さくなるように利得等化デバイス６０が調整されているため、動作点シフトによる波長特性の変化は図３８の（Ｅ）に示すように比較的小さくなる。
【０１４３】
このとき、ＯＡＤＭノード１００の波長毎ＡＬＣ機能による波長毎の出力等化制御は追従できないが、上記のように利得等化デバイス６０によって利得偏差が抑圧されているため、波長数変化による波長特性の変化が小さく、図３８の（Ｆ）に示すように、出力偏差の累積も小さい。
したがって、ＷＤＭ伝送システムを構成する各ノード（ＥＤＦＡ１）で発生する出力偏差の累積を抑圧することができ、多段に伝送した際でも、受信端での伝送エラーの発生を防ぐことが可能となる。なお、上述した利得等化デバイス６０を装備したＥＤＦＡ１は、ＷＤＭ伝送システムを構成するすべての光増幅器として適用してもよいし、例えば図３９に示すように、受信端で伝送エラーが発生しない範囲で、一部の光増幅器として適用してもよい。なお、この図３９では、符号１Ａが利得等化デバイス６０を装備した光増幅器（ＥＤＦＡ）を示し、符号１は利得等化デバイス６０を装備しない既存の光増幅器（ＥＤＦＡ）を示している。
【０１４４】
（Ｂ７）利得等化デバイス６０の変形例の説明
次に、以下では、上述した利得等化デバイス６０の変形例について説明する。特に、上述した利得等化デバイス６０に高速応答特性が要求されない場合には、以下の第１変形例及び第２変形例に示す構成を適用することが、規模、コスト面等で有利である。
（Ｂ７．１）第１変形例
図４０は上述した利得等化デバイス６０の第１変形例を示すブロック図で、この図４０に示す利得等化デバイス６０は、特定の波長よりも長波長側の光を透過するハイパスフィルタとして機能するエッジフィルタ６１１と、特定の波長よりも短波長側の光を透過するローパスフィルタとして機能するエッジフィルタ６１２と、可変光減衰器（ＶＯＡ）６１３と、透過波長制御部６１４とをそなえて構成される。
【０１４５】
ここで、エッジフィルタ（第１のエッジフィルタ）６１１は、例えば図４１に示すように、ＳＨＢ帯域４１と中間帯域４２との境界近傍の波長において透過帯域（斜線部参照）の立ち上がりエッジ（スロープ）部分６２０を有し、この立ち上がりエッジ部分６２０から長波長側の波長の光を透過する特性を有するもので、透過波長制御部６１４によって当該立ち上がりエッジ部分６２０を波長軸上でシフト（波長シフト）させることができるようになっている。
【０１４６】
また、エッジフィルタ（第２のエッジフィルタ）６１２は、例えば図４２に示すように、中間帯域４２とＳＲＳ帯域４３との境界近傍の波長において透過帯域（斜線部参照）の立ち下がりエッジ（スロープ）部分６３０を有し、この立ち下りエッジ部分６３０から短波長側の波長の光を透過する特性を有するもので、上記エッジフィルタ６１１と同様に、透過波長制御部６１４によって当該立ち下りエッジ部分６３０を波長軸上でシフト（波長シフト）させることができるようになっている。
【０１４７】
したがって、これらのエッジフィルタ６１１及び６１２による合成透過帯域特性は、例えば図４３に示すように、中間帯域４２からＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３に跨った台形状の特性となり、上記の各エッジ部分６２０，６３０を透過波長制御部６１４によって個別に適宜波長シフトすることで、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の透過光量を変えることが可能となる。
【０１４８】
透過波長制御部６１４は、エッジフィルタ６１１，６１２のフィルタ膜の角度をアクチュエータ等によって個別に変化させることによって、上記波長シフトを行なうものであり、ＶＯＡ６１３は、その減衰量が調整されることにより、各エッジフィルタ６１１及び６１２を透過してきた光の出力パワーを調整するものである。
つまり、本例では、上記の各エッジフィルタ６１１，６１２が、入力波長多重光の信号波長帯域４０を各帯域４１，４２，４３に３分割する帯域分割手段として機能し、上記のＶＯＡ６１３及び透過波長制御部６１４が、分割された帯域４１，４２，４３単位で出力光パワーを調整する調整手段として機能するのである。
【０１４９】
本構成により、利得等化デバイス６０は、エッジフィルタ６１１，６１２を制御して、それぞれの透過帯域のエッジ部分６２０，６３０を個別に波長シフトすることによって、ＳＨＢ帯域４１とＳＲＳ帯域４３の出力光パワーをそれぞれ独立に制御することが可能となる。
したがって、図２６により前述した構成に比して、より簡易な構成で安価に、利得等化デバイス６０を実現することができる。
【０１５０】
（Ｂ７．２）第２変形例
図４４は上述した利得等化デバイス６０の第１変形例を示すブロック図で、この図４４に示す利得等化デバイス６０は、直列に配列された２つのファイバグレーティング６１５，６１６と、これらのファイバグレーティング６１５，６１６に対応してそれぞれ設けられた透過特性制御手段６１５ａ，６１６ａと、透過量制御部６１７と、可変光減衰器（ＶＯＡ）６１８とをそなえて構成されている。
【０１５１】
ここで、入力側のグレーティング（第１の透過型ファイバグレーティング）６１５は、ＳＨＢ帯域４１の波長の光に損失を与えるべく、例えば図４５に示すごとく、信号波長帯域４０の最短波長側から一定広がりの透過（損失）特性６４０を有するものであり、出力側のグレーティング（第２の透過型ファイバグレーティング）６１６は、ＳＲＳ帯域４３の波長の光に損失を与えるべく、例えば図４６に示すごとく、信号波長帯域４０の最長波長側から一定広がりの透過（損失）特性６５０を有するものである。したがって、これらのファイバグレーティング６１５，６１６の合成透過特性、即ち、利得等化デバイス６０の透過特性は、例えば図４７に示すようになる。なお、これらのファイバグレーティング６１５，６１６には、いずれも、長周期型またはスラント型等の透過型のものを用いることができる。
【０１５２】
透過特性制御手段６１５ａは、対応するファイバグレーティング６１５に対して温度または圧力を加えることによってグレーティングの透過特性を変化させて、ＳＨＢ帯域４１の損失量を制御するもので、温度変化を与える場合にはペルチェ素子を用いることができる。また、透過特性制御手段６１６ａは、同様に、対応するファイバグレーティング６１６に対して温度または圧力を加えることによってグレーティングの透過特性を変化させて、ＳＲＳ帯域４３の損失量を制御するものである。
【０１５３】
さらに、透過量制御部６１７は、これらの透過特性制御手段６１５ａ，６１５ｂがファイバグレーティング６１５，６１６に与える温度または圧力を独立制御することによって、ファイバグレーティング６１５，６１６での損失量を個別に制御して透過光量を独立制御するものである。
つまり、本例では、上記の各ファイバグレーティング６１５，６１６が、入力波長多重光の信号波長帯域４０を各帯域４１，４２，４３に３分割する帯域分割手段として機能し、上記のＶＯＡ６１８，透過特性制御手段６１５ａ，６１６ａ及び透過量制御部６１７が、分割された帯域４１，４２，４３単位で出力光パワーを調整する調整手段として機能するのである。
【０１５４】
上述のごとく構成された利得等化デバイス６０では、透過量制御部６１７が、透過特性制御手段６１５ａ，６１５ｂを独立して制御することにより、ＳＨＢ帯域４１，ＳＲＳ帯域４３の損失量を個別に制御することが可能となり、この場合も、図２６により前述した構成に比して、より簡易な構成で安価に利得等化デバイス６０を実現することができる。
なお、上述した第１変形例及び第２変形例の利得等化デバイス６０は、既存のＤＧＥＱによる代替が可能であるが、ＤＧＥＱは本デバイス６０と比べてコストが高い、挿入損失が大きいといった課題があり、ＤＧＥＱを用いる利点は少ない。
【０１５５】
（Ｂ７．３）第３変形例
図４８は上述した利得等化デバイス６０の第３変形例を示すブロック図で、この図４８に示す利得等化デバイス６０は、ＷＤＭカプラ６２１，６２２，６２３，６２４，６３０，６３１，６３２，６３３と、可変光減衰器（ＶＯＡ）６２５，６２６，６２７，６２８，６２９とをそなえて構成されている。なお、本利得等化デバイス６０に高速応答特性が要求される場合には、ＶＯＡ６２５，６２６，６２７，６２８，６２９として、図２６により前述したごとく、ＯＡＤＭノード１００でのレベル補償制御の応答速度（〜１０ｍｓ）と比べて十分速い応答速度をもつ（〜数１０μｓ程度)高速ＶＯＡを適用すればよい。
【０１５６】
ここで、ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６２１は、入力主信号光のうち中間帯域４２の最短波長側から４波長分の光を分離してＶＯＡ６２９へ出力するとともに、残りの波長の光を後段のＷＤＭカプラ６２２へ出力するバンドスプリッタとして機能するもので、ここでは、４波長を分離する際に波長軸上その両サイドの波長の光に損失を与えることがない帯域分離（損失）特性を有している（図４８中の「4skip0」は、このことを意味している）。
【０１５７】
また、ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６２２も、バンドスプリッタとして機能し、上記バンドスプリッタ６２１と同等の波長分離（損失）特性（「4skip0」）を有し、バンドスプリッタ６２１からの主信号光のうち中間帯域４２の最長波長側から４波長分の光を切り出して（分離して）ＶＯＡ６２５へ出力するとともに、残りの波長の光を後段のＷＤＭカプラ６２３へ出力するものである。
【０１５８】
ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６２３も、バンドスプリッタとして機能し、上記バンドスプリッタ６２２からの主信号光のうち中間帯域４２に残っている光を分離してＶＯＡ６２６へ出力するとともに、残りの波長（ＳＨＢ帯域４１，ＳＲＳ帯域４３）の光をＷＤＭカプラ６２４へ出力するもので、ここでは、１６波長を分離する際に波長軸上その両サイドでそれぞれ４波長分の光に損失を与えて犠牲にしてしまう帯域分離（損失）特性を有している（図４８中の「16skip4」は、このことを意味している）。
【０１５９】
つまり、本例の利得等化デバイス６０は、中間帯域４２の光を分離するのに用いるバンドスプリッタ６２３として、上記「16skip4」の安価なスプリッタを利用するために、犠牲となる中間帯域４２の両サイドの４波長の光をそれぞれバンドスプリッタ６２１，６２２で予め分離しておくようになっているのである。
また、ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６２４も、バンドスプリッタとして機能し、バンドスプリッタ６２３からの入力光をＳＨＢ帯域４１とＳＲＳ帯域４３の光に分割してそれぞれＶＯＡ６２７，６２８へ出力するものであり、ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６３０は、ＶＯＡ６２７及び６２８の出力光（つまり、ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域の光）を合波してＷＤＭカプラ６３１へ出力するものであり、ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６３１は、ＶＯＡ６２６の出力光（つまり、１６波の中間帯域４２の光）と上記ＷＤＭカプラ６３０の出力光（ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の光）とを合波するものである。
【０１６０】
ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６３２は、上記ＷＤＭカプラ６３１の出力光とＶＯＡ６２９の出力光（中間帯域４２の最短波長側から４波長分の光）とを合波するものであり、ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６３３は、このＷＤＭカプラ６３２の出力光とＶＯＡ６２５の出力光６２５（中間帯域４２の長波長側から４波長分の光）とを合波するものである。
【０１６１】
以下、上述のごとく構成された利得等化デバイス６０の動作について、図４９を参照しながら説明する。なお、図４９の（１）〜（６）は、それぞれ、図４８中に（１）〜（６）で示す箇所の波長配置を示している。
まず、利得等化デバイス６０に入力された主信号光（図４９の（１）参照）は、バンドスプリッタ６２１にて、そのうちの中間帯域４２の最短波長側の４波長分の光が他波長に損失を与えることなく分離されてＶＯＡ６２９へ入力され、残りの波長の光が後段のバンドスプリッタ６２２へ入力される（図４９の（２）参照）。
【０１６２】
バンドスプリッタ６２２では、入力主信号光のうち中間帯域４２の長波長側の４波長分の光が他波長に損失を与えることなく分離されてＶＯＡ６２５へ入力され、残りの波長の光が後段のバンドスプリッタ６２３へ入力される（図４９の（３）参照）。
そして、バンドスプリッタ６２３では、バンドスプリッタ６２２からの入力主信号光を、中間帯域４２の最短波長及び最長波長の４波長を除く波長の光と、ＳＨＢ帯域４１の光及びＳＲＳ帯域４３の光とに分離して、前者をＶＯＡ６２６へ出力し（図４９の（４）参照）、後者をバンドスプリッタ６２４へそれぞれ出力する。バンドスプリッタ６２４では、バンドスプリッタ６２３からの入力主信号光をＳＨＢ帯域４１とＳＲＳ帯域４３の光に分離して、それぞれ、ＶＯＡ６２７，６２８へ入力する。
【０１６３】
つまり、ＶＯＡ６２５，６２６及び６２９には、中間帯域４２の光が入力され、ＶＯＡ６２７には、ＳＨＢ帯域４１（又はＳＲＳ帯域４３）の光が入力され、ＶＯＡ６２８には、ＳＲＳ帯域４３の光が入力されることになる。そして、ＶＯＡ６２５，６２６，６２７，６２８，６２９の減衰量を個々に制御することによって、帯域４１，４２，４３単位で主信号光の出力光パワー偏差を調整することが可能となる。
【０１６４】
なお、ＶＯＡ６２７及び６２８の出力光（ＳＨＢ帯域４１及びＳＲＳ帯域４３の光）は、ＷＤＭカプラ６３０にて合波されてＷＤＭカプラ６３１へ入力され、当該ＷＤＭカプラ６３１にて、ＶＯＡ６２６の出力光（中間帯域４２の両サイド４波長分を除く光）と合波されて後段のＷＤＭカプラ６３２へ出力される（図４９の（５）参照）。そして、ＷＤＭカプラ６３１の出力光は、ＷＤＭカプラ６３２にて、ＶＯＡ６２９の出力光（中間帯域４２の最短波長側の４波長の光）と合波され、当該ＷＤＭカプラ６３２の出力光は、ＷＤＭカプラ６３３にて、ＶＯＡ６２５の出力光（中間帯域４２の最長波長側の４波長の光）と合波されて出力される（図４９の（６）参照）。
【０１６５】
以上のようにして、信号波長帯域４０に含まれるすべての帯域４１，４２，４３のどの波長の光についても損失なく〔上記帯域分離特性により犠牲にすることなく（これを「ガードバンドなし」と称する〕、ＶＯＡ６２５〜６２９により出力光パワーの調整を行なうことが可能となる。つまり、ＶＯＡ６２５，６２６及び６２９での減衰量を制御することによって中間帯域４２の出力光パワー（損失）を調整することができ、ＶＯＡ６２７での減衰量を制御することによってＳＨＢ帯域４１（又はＳＲＳ帯域４３）の出力光パワー（損失）を調整することができ、ＶＯＡ６２８での減衰量を制御することによってＳＲＳ帯域４３の出力光パワー（損失）を調整することができる。
【０１６６】
したがって、図２６により前述した構成に比して、サーキュレータ６０１，６０２及び反射型デバイス６０３，６０９を用いることなく、帯域４１，４２，４３単位の利得等化デバイス６０を実現することができる。なお、本構成の利得等化デバイス６０の挿入損失は、〜５ｄＢ程度である。
（Ｂ７．４）第４変形例
図５０は上述した利得等化デバイス６０の第４変形例を示すブロック図で、この図５０に示す利得等化デバイス６０は、ＷＤＭカプラ６４１，６４２，６４６及び６４７と、可変光減衰器（ＶＯＡ）６４３，６４４及び６４５とをそなえて構成されている。なお、本例においても、高速応答特性が要求される場合には、ＶＯＡ６４３，６４４，６４５として、図２６により前述したごとく、ＯＡＤＭノード１００でのレベル補償制御の応答速度（〜１０ｍｓ）と比べて十分速い応答速度をもつ（〜数１０μｓ程度)高速ＶＯＡを適用すればよい。
【０１６７】
ここで、ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６４１は、入力主信号光のうちＳＨＢ帯域４１の光を分離してＶＯＡ６４５へ出力するとともに、残りの波長の光を後段のＷＤＭカプラ６４２へ出力するバンドスプリッタとして機能するものである。ただし、本例のバンドスプリッタ６４１は、８波長を分離する際に波長軸上その両サイドで２波長分ずつの光に損失を与えて犠牲にする帯域分離（損失）特性を有している（図５０中の「8skip2」は、このことを意味している）。
【０１６８】
また、ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）６４２も、バンドスプリッタとして機能し、上記バンドスプリッタ６４１と同等の帯域分離（損失）特性（「8skip2」）を有し、バンドスプリッタ６４２からの入力光のうちＳＲＳ帯域４３の光を分離してＶＯＡ６４３へ出力するとともに、残りの中間帯域４２の光をＶＯＡ６４４へ出力するものである。
ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６４６は、ＶＯＡ６４４の出力光（中間帯域４２の光）とＶＯＡ６４５の出力光（ＳＨＢ帯域４１の光）とを合波して出力するものであり、ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）６４７は、このＷＤＭカプラ６４６の出力光（ＳＨＢ帯域４１及び中間帯域４２の光）と、ＶＯＡ６４３の出力光（ＳＲＳ帯域４３の光）とを合波して出力するもので、いずれも、上記バンドスプリッタ６４１，６４２と同等の損失特性（「8skip2」）を有している。
【０１６９】
以下、上述のごとく構成された利得等化デバイス６０の動作について、図５１を参照しながら説明する。なお、図５１中に示す（１）〜（５）は、それぞれ、図５０中に（１）〜（５）で示す箇所の波長配置を示している。
まず、利得等化デバイス６０に入力された主信号光（図５１の（１）参照）は、バンドスプリッタ６４１にて、そのうちのＳＨＢ帯域４１の光が分離されてＶＯＡ６４５へ入力され、残りの波長の光が後段のバンドスプリッタ６４２へ入力される（図５１の（２）参照）。ただし、この際、バンドスプリッタ６４１の帯域分離特性（「8skip2」）により、中間帯域４２の最短波長側から２波長分が損失を受けて犠牲になる（ガードバンドあり）。
【０１７０】
バンドスプリッタ６４２では、上記バンドスプリッタ６４１からの入力光のうちＳＲＳ帯域４３の光が分離されてＶＯＡ６４３へ出力されるとともに、残りの中間帯域４２の光がＶＯＡ６４４へ出力される（図５１の（３）参照）。ただし、この場合も、ＳＲＳ帯域４３の光を分離する際に、バンドスプリッタ６４２の損失特性（「8skip2」）により、中間帯域４２の長波長側から２波長分が損失を受けて犠牲になる。
【０１７１】
以上により、ＶＯＡ６４５にはＳＨＢ帯域４１の光が入力され、ＶＯＡ６４４には中間帯域４２の光が入力され、ＶＯＡ６４３にはＳＲＳ帯域４３の光が入力されることになる。したがって、ＶＯＡ６４５，６４４，６４３の減衰量を個別に制御することにより、帯域４１，４２，４３別に損失（出力光パワー）を調整することが可能となる。
なお、ＶＯＡ６４４及びＶＯＡ６４５の出力光（ＳＨＢ帯域４１及び中間帯域４２の光）は、ＷＤＭカプラ６４６にて合波された後、ＷＤＭカプラ６４７にて、さらにＶＯＡ６４３の出力光（ＳＲＳ帯域４３の光）と合波されて出力される。
【０１７２】
本構成の場合は、上述した第３変形例の構成に比して、帯域分離の際に前記分離（損失）特性によって犠牲になる波長（中間帯域４２の両サイド２波長分ずつの合計４波長）（ガードバンド）が生じるものの、波長分離特性として高性能なバンドスプリッタ（ＷＤＭカプラ）を用いる必要がないので、より安価に利得等化デバイス６０を実現することができる。
【０１７３】
（Ｂ８）その他
なお、上述した実施形態では、いずれも、信号波長帯域４０をＳＨＢ帯域４１，利得偏差帯域４２およびＳＲＳ帯域４３の３つの帯域に分割して、その帯域４１，４２，４３単位に利得補償を行なっているが、例えば、ＳＨＢ帯域４１とそれ以外の帯域（利得偏差帯域４２を含む）、あるいは、ＳＲＳ帯域４３とそれ以外の帯域（利得偏差帯域４２を含む）に２分割して、その分割帯域単位で利得補償を行なうようにしてもよい。
【０１７４】
〔Ｃ〕付記
（付記１）
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、
該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、
信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴とする、光増幅器の制御装置。
【０１７５】
（付記２）
該帯域別入力光モニタ部が、
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記出力光パワーが減少傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されたことを特徴とする、付記１記載の光増幅器の制御装置。
【０１７６】
（付記３）
該信号波長帯域がＣバンドであり、該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、付記２記載の光増幅器の制御装置。
（付記４）
該帯域別信号波長数演算部が、
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【０１７７】
（付記５）
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域の出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、付記４記載の光増幅器の制御装置。
（付記６）
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、付記５記載の光増幅器の制御装置。
【０１７８】
（付記７）
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【０１７９】
（付記８）
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【０１８０】
（付記９）
該目標利得補正部が、
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載の光増幅器の制御装置。
【０１８１】
（付記１０）
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器の制御方法であって、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器の出力光パワーが減少傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に上記利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、
そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、
信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴とする、光増幅器の制御方法。
【０１８２】
（付記１１）
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記出力光パワーが減少傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすることを特徴とする、付記１０記載の光増幅器の制御方法。
【０１８３】
（付記１２）
該信号波長帯域がＣバンドであり、該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、付記１１記載の光増幅器の制御装置。
（付記１３）
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定することを特徴とする、付記１０〜１２のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
【０１８４】
（付記１４）
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域の出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、付記１３記載の光増幅器の制御方法。
（付記１５）
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、付記１４記載の光増幅器の制御方法。
【０１８５】
（付記１６）
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少すると、前記目標利得を増加することを特徴とする、付記１０〜１５のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
（付記１７）
上記出力光パワーが減少傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少すると、前記目標利得を減少することを特徴とする、付記１０〜１５のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
【０１８６】
（付記１８）
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、上記各分割帯域の信号波長数に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更することを特徴とする、付記１０〜１７のいずれか１項に記載の光増幅器の制御方法。
【０１８７】
（付記１９）
光増幅器の入出力光パワーと目標利得とに基づいて該光増幅器の利得を一定制御する利得一定制御部と、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御部による利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタする帯域別入力光モニタ部と、
該帯域別入力光モニタ部によるモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求める帯域別信号波長数演算部と、
信号波長数変動時において該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて該利得一定制御部で用いる前記目標利得を補正する目標利得補正部とをそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
【０１８８】
（付記２０）
該帯域別入力光モニタ部が、
上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすべく構成されたことを特徴とする、付記１９記載の光伝送装置。
【０１８９】
（付記２１）
該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、付記２０記載の光伝送装置。
（付記２２）
該帯域別信号波長数演算部が、
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定すべく構成されたことを特徴とする、付記１９〜２１のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【０１９０】
（付記２３）
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域のチャネルあたりの出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、付記２２記載の光伝送装置。
（付記２４）
上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、付記２３記載の光伝送装置。
【０１９１】
（付記２５）
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を増加すべく構成されたことを特徴とする、付記１９〜２４のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【０１９２】
（付記２６）
該目標利得補正部が、
該帯域別信号波長数演算部による演算結果から上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少したことを認識すると、前記目標利得を減少すべく構成されたことを特徴とする、付記１９〜２５のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【０１９３】
（付記２７）
該目標利得補正部が、
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、該帯域別信号波長数演算部による演算結果に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更すべく構成されたことを特徴とする、付記１９〜２６のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【０１９４】
（付記２８）
入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得を一定制御する利得一定制御機能を有する光増幅器であって、
該光増幅器への入力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長数増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に上記利得制御の波長偏差に起因して該光増幅器の出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割し、それぞれの分割帯域別に該光増幅器への入力光パワーをモニタし、
そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の信号波長数をそれぞれ求め、
信号波長数変動時において上記各分割帯域の信号波長数に基づいて上記利得一定制御に用いる前記目標利得を補正することを特徴とする、光増幅器。
【０１９５】
（付記２９）
上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には、信号波長数増加時には増加傾向減少傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記出力光パワーが減少傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割して、それぞれの入力光パワーをモニタすることを特徴とする、付記２８記載の光増幅器。
【０１９６】
（付記３０）
該ＳＨＢ帯域が１５３０〜１５４０ｎｍ、該ＳＲＳ帯域が１５５５〜１５６５ｎｍ、該利得偏差帯域がこれらのＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域に挟まれた帯域であることを特徴とする、付記２９記載の光増幅器。
（付記３１）
上記各分割帯域別の入力光パワーモニタ値をそれぞれ信号波長１波長あたりの設計信号光パワーで除算し、その値が２のｎ乗に最も近い値を上記各分割帯域の信号波長数として決定することを特徴とする、付記２８〜３０のいずれか１項に記載の光増幅器。
【０１９７】
（付記３２）
上記信号波長数の決定に用いる閾値が上記各分割帯域のチャネルあたりの出力光パワー変動の特徴に基づいて設定されることを特徴とする、付記３１記載の光増幅器。
（付記３３）
上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域についての上記閾値が、上記の利得偏差帯域を含む帯域についての閾値よりも小さく設定されることを特徴とする、付記３２記載の光増幅器。
【０１９８】
（付記３４）
上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以下に減少すると、前記目標利得を増加することを特徴とする、付記２８〜３３のいずれか１項に記載の光増幅器。
（付記３５）
上記チャネルあたりの出力光パワーが減少または増加傾向にある帯域の信号波長数が所定数以上残留している状態で、該利得偏差帯域の信号波長数が所定数以下に減少すると、前記目標利得を減少することを特徴とする、付記２８〜３３のいずれか１項に記載の光増幅器。
【０１９９】
（付記３６）
信号波長数変動発生時から一定時間経過するまで、上記各分割帯域の信号波長数に基づいて前記目標利得を更新し、前記一定時間経過後に、前記目標利得を規定の利得値に徐々に近づけるように変更することを特徴とする、付記２８〜３５のいずれか１項に記載の光増幅器。
【０２００】
（付記３７）
入力波長多重光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に光増幅器での利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段によって分割された分割帯域単位で出力光パワーを調整する調整手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器。
【０２０１】
（付記３８）
該帯域分割手段が、
上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある帯域としてスペクトラルホールバーニング（ＳＨＢ）効果が支配的なＳＨＢ帯域と、該利得偏差帯域と、上記チャネルあたりの出力光パワーが信号波長数減少時には減少傾向、信号波長数増加時には増加傾向にある別の帯域として該光増幅器の出力伝送路で生じる誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）効果が支配的なＳＲＳ帯域とに３分割すべく構成されたことを特徴とする、付記３７記載の帯域単位利得等化器。
【０２０２】
（付記３９）
該調整手段が、
上記ＳＨＢ帯域用の可変光減衰器と、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と、上記ＳＲＳ帯域用の可変光減衰器とをそなえて構成されるとともに、
該帯域分割手段が、
上記利得偏差帯域の光を反射する利得偏差帯域反射デバイスと、
該入力波長多重光を該利得偏差帯域反射デバイスへ導くとともに、該利得偏差帯域反射デバイスからの反射光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器へ導く第１の光サーキュレータと、
該利得偏差帯域反射デバイスを透過してくる光を上記のＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域の光に分割して上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器へ導く帯域分離デバイスと、
上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＳ帯域用の各可変光減衰器の出力光を合波する帯域合波デバイスと、
上記利得偏差帯域用の可変光減衰器の出力側に設けられ、該帯域合波デバイスの出力光を上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導くとともに、当該可変光減衰器側から入力される光を出力ポートへ導く第２の光サーキュレータとをそなえるとともに、
上記利得偏差帯域用の可変光減衰器と上記第２の光サーキュレータとの間に、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＨＢ帯域の光を反射するＳＨＢ帯域反射デバイスと、上記利得偏差帯域用の可変光減衰器側へ導かれてきた光のうち上記ＳＲＳ帯域の光を反射するＳＲＳ帯域反射デバイスとが設けられて構成されたことを特徴とする、付記３８記載の帯域単位利得等化器。
【０２０３】
（付記４０）
上記の各可変光減衰器が、それぞれ、マイクロ秒オーダの応答速度を有する高速可変光減衰器であることを特徴とする、付記３９記載の帯域単位利得等化器。
（付記４１）
該帯域分割手段が、
上記のＳＨＢ帯域と利得偏差帯域との境界近傍の波長において透過帯域の立ち上がりエッジ部分を有し、当該立ち上がりエッジ部分から長波長側の波長の光を透過する特性を有する第１のエッジフィルタと、
上記の利得偏差帯域とＳＲＳ帯域との境界近傍の波長において透過帯域の立ち下がりエッジ部分を有し、当該立ち下りエッジ部分から短波長側の波長の光を透過する特性を有する第２のエッジフィルタとをそなえて構成されるとともに、
該調整手段が、
該第２のエッジフィルタの出力光パワーを調整する可変光減衰器と、
上記の各エッジフィルタの上記各エッジ部分を個別に波長シフトさせて上記ＳＨＢ帯域及びＳＲＲ帯域の透過光量を独立して制御する透過波長制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記３８記載の帯域単位利得等化器。
【０２０４】
（付記４２）
該帯域分割手段が、
上記入力波長多重光のうち上記ＳＨＢ帯域の光の透過光量を調整しうる第１の透過型ファイバグレーティングと、
当該第１の透過型ファイバグレーティングの出力光のうち上記ＳＲＳ帯域の光の透過光量を調整しうる第２の透過型ファイバグレーティングとをそなえて構成されるとともに、
該調整手段が、
該第２の透過型ファイバグレーティングの出力光パワーを調整する可変光減衰器と、
上記の各透過型ファイバグレーティングに対して個別に温度又は圧力変化を加えてそれぞれの透過光量を独立して制御する透過量制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記３８記載の帯域単位利得等化器。
【０２０５】
（付記４３）
付記３７記載の帯域単位利得等化器と、
該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該調整手段による上記分割帯域単位の出力光パワー調整を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【０２０６】
（付記４４）
該制御手段が、
該帯域単位利得等化器の入力光又は出力光のパワーを上記分割帯域別にモニタする帯域別モニタ部と、
上記目標値を予め記憶しておく記憶部と、
該帯域別モニタ部によるモニタ結果と該記憶部における上記目標値との差分を上記分割帯域別に検出する差分検出部と、
該差分検出部で検出された上記分割帯域別の差分がそれぞれ最小となるように該調整手段を制御する利得等化制御部とをそなえたことを特徴とする、付記４３記載の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【０２０７】
（付記４５）
該波長多重伝送装置が、前記入力波長多重光の少なくとも一部の波長の光について分岐又は挿入を行なう分岐挿入部を有する波長分岐挿入装置として構成されるとともに、
該帯域単位利得等化器が、該分岐挿入部の前段又は後段に設けられたことを特徴とする、付記４３又は４４に記載の帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送装置。
【０２０８】
（付記４６）
付記４３記載の波長多重伝送装置をそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送システム。
（付記４７）
入力波長多重光を増幅する増幅媒体と、
該増幅媒体の入出力光パワーと目標利得とに基づいて利得一定制御を行なう利得一定制御部と、
該増幅媒体の出力光の信号波長帯域を、少なくとも、信号波長数減少時において、チャネルあたりの出力光パワーが減少傾向にある、または信号波長増加時において、光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが増加傾向にある帯域と、当該帯域以外の信号波長帯域であって主に該利得一定制御の波長偏差に起因して該光増幅器のチャネルあたりの出力光パワーが変化する利得偏差帯域を含む帯域とに分割して、その分割帯域単位で出力光パワーを調整しうる帯域単位利得等化器と、
該増幅媒体の出力光パワーを上記分割帯域別にモニタして、そのモニタ結果に基づいて上記各分割帯域の出力光パワーがそれぞれ所定の目標値となるように該帯域単位利得等化器の上記出力光パワー調整を上記分割帯域別に制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた光増幅器。
【０２０９】
（付記４８）
該制御手段が、
該増幅媒体の出力光パワーを上記分割帯域別にモニタする帯域別モニタ部と、
上記目標値を予め記憶しておく記憶部と、
該帯域別モニタ部によるモニタ結果と該記憶部における上記目標値との差分を上記分割帯域別に検出する差分検出部と、
該差分検出部で検出された上記分割帯域別の差分がそれぞれ最小となるように該帯域単位利得等化器を制御する利得等化制御部とをそなえたことを特徴とする、付記４７記載の帯域単位利得等化器を用いた光増幅器。
【０２１０】
（付記４９）
付記４７記載の光増幅器をそなえたことを特徴とする、帯域単位利得等化器を用いた波長多重伝送システム。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ光伝送システムの一部に着目した構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光増幅器（ポストアンプ）の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る信号波長帯域の分割例を示す図である。
【図４】ＳＨＢ効果の強い帯域を説明するための図である。
【図５】ＳＲＳ効果の強い帯域を説明するための図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２に示す帯域別信号波長数演算部の動作を説明すべく分割帯域の入力光モニタ値から求まる信号波長数の関係を示す図である。
【図７】図２に示す目標利得演算部の動作を説明すべく信号波長帯域の入力信号光パワーと信号波長帯域の平均入力信号光パワー及び規定の入力信号光パワーの一例を示す図である。
【図８】図２に示す光増幅器の利得制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】図２に示す光増幅器の利得制御方法を説明すべく目標利得設定の制御イメージを示す図である。
【図１０】図２に示す光増幅器の利得制御方法による効果を従来技術と比較して説明すべく通過ＥＤＦＡ数に対する信号レベル変化量の一例を示す図である。
【図１１】図２に示す光増幅器の利得制御方法による効果を従来技術と比較して説明すべく光ＳＮ比の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る利得制御方法の変形例で用いる目標利得設定テーブルの一例を示す図である。
【図１３】本実施形態に係る利得制御方法の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図２に示す入力モニタ手段の変形例を示すブロック図である。
【図１５】図２に示す入力モニタ手段の変形例を示すブロック図である。
【図１６】メトロコアシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１７】従来のＡＧＣアンプの構成例を示すブロック図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は図１６に示すシステムにおける障害発生時の動作を説明するための図である。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は図１６に示すシステムにおける障害発生に伴う波長数変動時の出力光パワー変動を説明するための図である。
【図２０】ＳＨＢによる波長依存性の利得変動量の一例を示す図である。
【図２１】（Ａ）は波長に対するＳＨＢに起因する利得変化量の一例、（Ｂ）は波長に対するＳＲＳに起因する利得変化量の一例をそれぞれ示す図である。
【図２２】ラマン増幅帯域の一例を示す図である。
【図２３】信号波長間ラマン効果を説明するための図である。
【図２４】従来技術の課題を説明するための図である。
【図２５】信号受信端を説明するためのブロック図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係る利得等化デバイス（帯域単位利得等化器）の構成を示すブロック図である。
【図２７】図２６に示す利得等化デバイスの動作を説明すべく光路を併せて示す図である。
【図２８】図２６に示す利得等化デバイスを適用したＯＡＤＭノードの構成を示すブロック図である。
【図２９】図２６に示す利得等化デバイスを適用したＯＡＤＭノードの他の構成を示すブロック図である。
【図３０】図２８又は図２９に示すＯＡＤＭノードでの利得等化制御によるＳＨＢ帯域，利得偏差帯域，ＳＲＳ帯域の出力信号パワーの変化のイメージを示す図である。
【図３１】図２８又は図２９に示すＯＡＤＭノードでの利得等化制御を説明するためのフローチャートである。
【図３２】図２８又は図２９に示すＯＡＤＭノードでの定常状態と信号光状態に変化が発生した状態とおける信号波長帯域のパワー変化の様子を示す図である。
【図３３】図２８又は図２９に示すＯＡＤＭノードによる効果を従来構成と比較して説明するための図である。
【図３４】図２６に示す利得等化デバイスを用いたＷＤＭ伝送システムの調整手法を説明すべくＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図３５】図３４に示すＷＤＭ伝送システムの調整手法によるＳＨＢ帯域，利得偏差帯域，ＳＲＳ帯域の出力信号パワーの変化のイメージを示す図である。
【図３６】図２６に示す利得等化デバイスを用いた光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図３７】図３６に示す光増幅器での利得等化制御を説明するためのフローチャートである。
【図３８】図３６に示す光増幅器での定常状態と信号光状態に変化が発生した状態とおける信号波長帯域のパワー変化の様子を示す図である。
【図３９】図３６に示す光増幅器を用いたＷＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４０】図２６に示す利得等化デバイスの第１変形例を示すブロック図である。
【図４１】図４０に示す利得等化デバイスにおける第１のエッジフィルタの透過特性を示す図である。
【図４２】図４０に示す利得等化デバイスにおける第２のエッジフィルタの透過特性を示す図である。
【図４３】図４０に示す利得等化デバイスの透過特性を示す図である。
【図４４】図２６に示す利得等化デバイスの第２変形例を示すブロック図である。
【図４５】図４３に示す利得等化デバイスにおける第１のグレーティングの透過特性を示す図である。
【図４６】図４３に示す利得等化デバイスにおける第２のグレーティングの透過特性を示す図である。
【図４７】図４３に示す利得等化デバイスの透過特性を示す図である。
【図４８】図２６に示す利得等化デバイスの第３変形例を示すブロック図である。
【図４９】図４８に示す利得等化デバイスの動作を説明すべく各部の信号波長配置を示す図である。
【図５０】図２６に示す利得等化デバイスの第４変形例を示すブロック図である。
【図５１】図５０に示す利得等化デバイスの動作を説明すべく各部の信号波長配置を示す図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１  光増幅器（ポストアンプ（ＥＤＦＡ））
１Ａ  利得等化デバイスを装備した光増幅器（ＥＤＦＡ）
１ａ，１ｂ  光増幅器（ＥＤＦＡ）
２  伝送路
３  光増幅器（第１のプリアンプ）
４  分散補償器（ＤＣＭ）
５  光増幅器（第２のプリアンプ）
１０  帯域別入力モニタ手段
１１，１１Ａ，１１Ｂ  ＥＤＦ
１２  光カプラ（入力側光分岐手段）
１３，１４  光カプラ（３ｄＢカプラ）
１５−１，１５−２，１５−３  バンドパスフィルタ
１６−１，１６−２  エッジフィルタ
１７−１，１７−２，１７−３，１７−４，１９，１２２，１２３，１２４  フォトダイオード（ＰＤ：受光素子）
１８  光カプラ（出力側光分岐手段）
２０  利得一定制御部
２１  帯域別信号波長数演算部
２２  目標利得演算部
２３  記憶部（データベース）
３０  利得調整部
４０  信号波長帯域
４１  ＳＨＢ帯域
４２  利得偏差帯域
４３  ＳＲＳ帯域
５０，１１１，１１３，１１６，１１８，１２０，１２１  ＷＤＭカプラ
６０  利得等化デバイス（帯域単位利得等化器）
６０１  サーキュレータ（第１の光サーキュレータ）
６０２  サーキュレータ（第２の光サーキュレータ）
６０３  反射型デバイス（利得偏差帯域反射デバイス）
６０４  ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）
６０５，６０６，６０７，６１３，６１８，６２５，６２７，６２８，６２９，６４３，６４４，６４５  可変光減衰器（ＶＯＡ）
６０８  反射型デバイス（ＳＨＢ帯域反射デバイス）
６０９  反射型デバイス（ＳＲＳ帯域反射デバイス）
６１０  ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）
６２１，６２２，６２３，６２４，６４１，６４２  ＷＤＭカプラ（帯域分離デバイス）
６３０，６３１，６３２，６３３，６４６，６４７  ＷＤＭカプラ（帯域合波デバイス）
７０  制御部
７１  帯域毎モニタ部
７２  損失量演算部（差分検出部）
７３  記憶部
７４  利得等化制御部
８１，８２，８３  光路
１００  ＯＡＤＭノード
１０１  光受信器
１０２  光送信器
１１０  光分岐挿入部
１１２，１１７，１１９  光アイソレータ
１１４  ゲインイコライザ
１１５  可変光減衰器（ＶＯＡ）
１２５，１２６  励起レーザダイオード（ＬＤ）
１２７  利得一定制御（ＡＧＣ）部
２３１  目標利得設定テーブル
６１１，６１２  エッジフィルタ
６１４  透過波長制御部
６１５，６１６  グレーティング
６１５ａ，６１６ａ  透過特性制御手段
６２０  立ち上がりエッジ（スロープ）部分
６３０  立ち下がりエッジ（スロープ）部分
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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