(57)【要約】【課題】光増幅装置を予め設定された利得に基づいて制御して、ニーズに応じた利得の一定制御を行い、汎用性の高い光伝送を行うこと。【解決手段】ＤＣＦ５６を含めた各光ファイバ増幅部４１，４２，５０のトータル利得が、ユーザなどによって予め設定された所定利得になるように、光可変減衰器４３の減衰量を制御することで、光増幅装置４０では、ユーザのニーズに応じた利得の一定制御を行う。また、ＡＧＣ回路４４，５１にも予め設定された光増幅装置４０の利得が与えられ、この利得になるように光ファイバ増幅部４１，４２，５０の利得を制御する。【選択図】        図１
2006121110.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て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する光増幅方法において、
前記光増幅装置と該光増幅装置外の最終出力端との間に接続される伝送媒体の伝送損失を含め、前記最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦性を有するように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする光増幅方法。
【請求項２】
前記光増幅方法は、下流側の前記光伝送路への光信号のトータル光入力パワーを検出する検出工程をさらに含み、
前記制御工程では、前記検出されたトータル光入力パワーと、該トータル光入力パワーが入力される光伝送路の種類に依存する係数と、該トータル光入力パワーが入力される光伝送路の実効長とに基づく減衰量の補正値ΔＬを求め、前記光増幅部のトータルの利得が目標値Ｃと補正値ΔＬの和に近づくように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光増幅方法。
【請求項３】
少なくとも２つの光増幅部と、該光増幅部と接続される少なくとも１つの減衰器と、該光増幅部と接続される分散補償型光伝送路とを有し、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て、外部の最終出力端との間に接続される伝送媒体に出力する光増幅装置において、
前記光増幅装置全体の利得を、前記伝送媒体の伝送損失を補償する利得を含めて設定する設定手段と、
前記設定された利得に基づいて、前記最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦性を有するように、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【請求項４】
前記光増幅装置は、下流側の前記光伝送路への光信号の光入力パワーを検出する検出手段と、
前記検出された光入力パワーと、該光入力パワーが入力される光伝送路の種類に依存する係数と、該光入力パワーが入力される光伝送路の実効長とに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記求めた補正値と前記光増幅装置全体の利得値と前記分散補償型光伝送路の減衰量に基づいて、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項３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およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光増幅装置には、たとえば特許文献１に示すように、波長多重用の光増幅部を用いたものがある。この光増幅装置では、図３に示すように、前段の光増幅部１０と後段の光増幅部２０との間に光可変減衰器３０を接続させている。光増幅部１０には、自動利得制御（以下、「ＡＧＣ」という）回路１１が設けられており、このＡＧＣ回路１１は、光分岐カプラ１２，１３で光ファイバ伝送路１から分岐され、かつホトダイオード（ＰＤ）１４，１５で検出された入力側と出力側の光信号の光レベルを比較している。そして、このＡＧＣ回路１１は、この比較結果が一定になるように励起光源１６を制御して、前段の光増幅部２０の利得波長特性を入力パワーに無依存にするとともに、前段の光増幅部１０の利得波長特性を補償して全体の利得波長特性を均一にし、光カプラ１７を介して光増幅部２０に出力している。すなわち、ＡＧＣ回路１１は、光増幅部１０全体の利得が、波長に対する依存性がなく一定になるように利得制御している。
【０００３】
光増幅部２０も同様に、ＡＧＣ回路２１が設けられており、このＡＧＣ回路２１は、光分岐カプラ２２，２３を介してホトダイオード２４，２５で検出された入力側と出力側の光信号を光レベルを比較し、この比較結果が一定になるように、励起光源２６を制御して、後段の光増幅部２０の利得波長特性を入力パワーに無依存にするとともに、後段の光増幅部２０の利得波長特性を補償して全体の利得波長特性を均一にして光ファイバ伝送路１に出力している。
【０００４】
また、後段の光増幅部２０の出力レベルは、光分岐カプラ３１で光ファイバ伝送路１から分岐され、かつホトダイオード３２で検出されている。自動光出力制御（以下、「ＡＬＣ」という）回路３３は、この検出された光増幅部２０の出力レベルに応じて、光可変減衰器３０の減衰量を制御し、光増幅部２０の光出力を一定にコントロールしていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４８４５５号公報（補５頁−補６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年では、光増幅装置の制御を上記従来例のようにＡＬＣ回路を用いて出力一定で制御するのではなく、ＡＧＣ回路を用いて利得一定で制御する要望が高まっている。特に、ユーザが、光増幅装置外の伝送媒体の伝送損失を含めて設定した光増幅装置の利得に基づいて、光増幅装置内部で可変減衰器の減衰量を制御して、光増幅装置の利得をユーザ設定の一定利得に調整する要望が高まっていた。ここで、光増幅装置外の伝送媒体の伝送損失を含めて設定した光増幅装置の利得とは、ユーザが要望する光増幅装置全体の利得で、たとえば光増幅装置とこの光増幅装置外の最終出力端との間に接続される光ファイバ伝送路などの伝送損失を補償するものである。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光増幅装置を予め設定された利得に基づいて制御して、ニーズに応じた利得の一定制御を行い、汎用性の高い光伝送を行うことができる光増幅方法およびその装置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】
【０００８】
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て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する光増幅方法において、前記光増幅装置と該光増幅装置外の最終出力端との間に接続される伝送媒体の伝送損失を含め、前記最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦性を有するように、前記減衰器の減衰量を制御する制御工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、ユーザなどによって、前記光増幅装置外の伝送媒体の伝送損失を補償する利得を設定し、たとえば各光増幅部の利得をＧ１，Ｇ２とし、光増幅部のトータルの利得Ｇ１＋Ｇ２が目標値Ｃに近づくように、分散補償型光伝送路の減衰量も勘案して、減衰器の減衰量を制御することで、ユーザなどのニーズに応じた光増幅装置の利得の一定制御を行う。
【００１０】
また、請求項２の発明にかかる光増幅方法は、上記発明において、下流側の前記光伝送路への光信号のトータル光入力パワーを検出する検出工程をさらに含み、前記制御工程では、前記検出されたトータル光入力パワーと、該トータル光入力パワーが入力される光伝送路の種類に依存する係数と、該トータル光入力パワーが入力される光伝送路の実効長とに基づく減衰量の補正値ΔＬを求め、前記光増幅部のトータルの利得が目標値Ｃと補正値ΔＬの和に近づくように、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、さらに減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、光増幅部のトータル利得Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３が、光伝送路への光信号のトータル光入力パワーに依存する目標値Ｃと補正値ΔＬの和に近づくように、分散補償型光伝送路の減衰量も勘案して、減衰器の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、最終出力端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。
【００１２】
また、請求項３の発明にかかる光増幅装置は、少なくとも２つの光増幅部と、該光増幅部と接続される少なくとも１つの減衰器と、該光増幅部と接続される分散補償型光伝送路とを有し、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て、外部の最終出力端との間に接続される伝送媒体に出力する光増幅装置において、前記光増幅装置全体の利得を、前記伝送媒体の伝送損失を補償する利得を含めて設定する設定手段と、前記設定された利得に基づいて、前記最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦性を有するように、前記減衰器の減衰量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ユーザによって設定された光増幅装置の利得値が入力すると、最終出力端の利得が、波長に対する依存性がなく一定に保たれながら、この目標値Ｃに近づくように、分散補償型光伝送路の減衰量も勘案して、減衰器の減衰量を制御することで、光増幅装置の利得の一定制御を行う。
【００１４】
また、請求項４の発明にかかる光増幅装置は、上記発明において、下流側の前記光伝送路への光信号の光入力パワーを検出する検出手段と、前記検出された光入力パワーと、該光入力パワーが入力される光伝送路の種類に依存する係数と、該光入力パワーが入力される光伝送路の実効長とに基づいた所定の前記減衰器の減衰量の補正値を求める補正手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記求めた補正値と前記光増幅装置全体の利得値と前記分散補償型光伝送路の減衰量に基づいて、前記減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、さらに光信号の光入力パワーなどに基づいた減衰器の減衰量の補正値ΔＬを求め、光増幅部のトータルの利得が光伝送路へのトータル光入力パワーに依存する目標値Ｃと前記補正値ΔＬの和に近づくように、分散補償型光伝送路の減衰量も勘案して、減衰器の減衰量を制御することで、前記最終出力端での利得は、予め設定された利得に一定に保たれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、段間に分散補償型光伝送路が接続されている場合に、分散補償型光伝送路の減衰量も勘案して、最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦度を保ちながら、制御手段で減衰器の減衰量を制御するので、ユーザなどのニーズに応じた光増幅装置の利得の一定制御を行い、汎用性の高い光伝送を行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
本発明にかかる光増幅方法およびその装置は、ＳＲＳの影響を防ぐために、減衰器の減衰量の補正値を求め、光増幅部のトータルの利得が一定値Ｃと補正値ΔＬの和に近づくように、制御手段で減衰器の減衰量を制御して、ＳＲＳによって発生する利得の傾きと逆の傾きを持たせるので、最終出力端での各波長における利得の平坦化が図られ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】
【００１８】
以下に、本発明にかかる光増幅方法およびその装置の実施の形態を図１〜図２の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００１９】
（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。図において、この光増幅装置４０は、３つの光ファイバ増幅部４１，４２，５０と、光ファイバ増幅部４１，４２の間に接続された光可変減衰器４３とを備えている。光ファイバ増幅部４１，４２は、ＡＧＣ回路４４によって利得の制御がなされていて、光可変減衰器４３は、制御回路４５によって減衰量の制御がなされている。また、光ファイバ増幅部５０は、ＡＧＣ回路５１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。
【００２０】
また、この光増幅装置４０では、光ファイバ増幅部４２，５０間に分散補償型光伝送路（以下、「ＤＣＦ」という）５６が接続されている。さらに、この光増幅装置４０では、光ファイバ増幅部５０の入力側に光分岐カプラ５２と光パワー検出回路（ＰＤ）５３を接続させ、かつ出力側に光分岐カプラ５４と光パワー検出回路５５を接続させ、光信号の光入力パワーＰ５及び光出力パワーＰ６を検出している。
【００２１】
この実施の形態１の光増幅装置４０が、図３に示した従来例と異なる点は、たとえば外部の入力手段からユーザなどによって、光増幅装置４０とこの光増幅装置４０外の最終出力端との間に接続される伝送媒体の伝送損失を含めて任意に光増幅装置４０の利得Ｇ０を入力し、その利得Ｇ０を制御回路４５に設定することが可能な点にある。この利得Ｇ０とは、ユーザが要望する光増幅装置全体の利得で、たとえば光増幅装置とこの光増幅装置外の最終出力端との間に接続される光ファイバ伝送路などの伝送損失を補償する利得である。制御回路４５には、光パワー検出回路４９からの光出力パワーＰ４のほかに、光パワー検出回路５３からの光入力パワーＰ５が入力しており、この制御回路４５は、これら光パワーＰ４，Ｐ５に基づいて、光ファイバ増幅部４１の利得Ｇ１と光ファイバ増幅部４２の利得Ｇ２と光ファイバ増幅部５０の利得Ｇ３の総和がＣ１（一定）になるように、この光可変減衰器４３の減衰量Ａを制御している。
【００２２】
すなわち、光ファイバ増幅部４１，４２，５０の利得は、
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ１      …（１）
となる。ここで、ＤＣＦ５６の減衰量をＤとすると、ユーザ設定される利得Ｇ０は、
Ｇ０＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３−Ａ−Ｄ    …（２）
で求まり、式（１）を式（２）に代入すると、
Ｇ０＝Ｃ１−Ａ−Ｄ                …（３）
となる。したがって、光可変減衰器４３の減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ１−Ｄ−Ｇ０                …（４）
となり、ここで、Ｄ＝Ｐ４−Ｐ５なので、式（４）は、
Ａ＝Ｃ１−（Ｐ４−Ｐ５）−Ｇ０    …（５）
となる。したがって、固定値Ｃ１から光パワー比Ｐ４−Ｐ５と設定値Ｇ０を引いた値が減衰量Ａとなり、制御回路４５は、たとえばこの減衰量Ａに応じた電流値または電圧値の制御信号を光可変減衰器４３に出力して、光可変減衰器４３の減衰量を制御することができる。
【００２３】
ところで、このＣ１は、光増幅装置４０の設計で決定される定数であり、中継局間の距離や総伝送距離などのシステム要求に基づいて決定される。また、この定数を求めるのに必要なパラメータは、
１．光増幅装置４０の最大トータル利得Ｇ０（ｍａｘ）
２．光増幅装置４０の段間に接続するＤＣＦ５６の最大減衰量Ｄ（ｍａｘ）
３．光可変減衰器の最小減衰量Ａ（ｍｉｎ）
とからなる。
【００２４】
ここで、たとえばあるシステム要求からそれぞれのパラメータを、Ｇ０（ｍａｘ）＝２２［ｄＢ］、Ｄ（ｍａｘ）＝１０［ｄＢ］、Ａ（ｍｉｎ）＝１［ｄＢ］のように設定したとする。そして、これらの数値を式（３）に代入してＣ１を求めると、
Ｇ０＝Ｃ１−Ａ−Ｄ
２２＝Ｃ１−１−１０
Ｃ１＝３３［ｄＢ］
となる。なお、この光増幅装置の設計では、Ｃ＝３３［ｄＢ］で波長に対して依存性がない一定の利得が得られるように、各光増幅部の光学的設計が決定される。
【００２５】
つぎに、これらの設計値から光可変減衰器４３の減衰量Ａを求める一例をつぎに説明する。ここで、たとえばトータル利得Ｇ０＝２０［ｄＢ］、Ｄ＝８［ｄＢ］とすると、式（４）から、
Ａ＝Ｃ１−Ｄ−Ｇ０
＝３３−８−２０
＝５［ｄＢ］
となり、ユーザのニーズに応じた光増幅装置の利得の一定制御が可能となる。
【００２６】
また、トータル利得Ｇ０は、ＡＧＣ回路４４，５１にも入力されており、このＡＧＣ回路４４，５１は、新たな定数Ｃ２（一定）を用いて光ファイバ増幅部４１，４２，５０を制御し、多重された光信号を一括して増幅することで、光ファイバ伝送路１の伝送損失を補償している。
【００２７】
すなわち、光パワー検出回路（ＰＤ）４７は、光増幅装置４０の入力側の光ファイバ伝送路に接続された光分岐カプラ４６を介して、光信号の光入力パワーＰ１を検出しており、また光パワー検出回路４９は、ＤＣＦ５６の入力側の光ファイバ伝送路に接続された光分岐カプラ４８を介して、光信号の光出力パワーＰ４を検出している。この検出された光パワーＰ１，Ｐ４は、ＡＧＣ回路４４に取り込まれており、ＡＧＣ回路４４は、以下のように光ファイバ増幅部４１，４２の制御を行っている。
【００２８】
このＡＧＣ回路４４では、Ｐ１の大きさによって、たとえば光ファイバ増幅部４１，４２のポンプレーザを電流制御して利得Ｇ１，Ｇ２を決定しており、この利得Ｇ１，Ｇ２は予めその比率が決まっている。したがって、ＡＧＣ回路４４では、光パワー比Ｐ４−Ｐ１がＧ０ａで一定になるように制御する時に、光パワーＰ１の電圧値に基づいて、たとえばポンプレーザの駆動電流値およびその比率が決定されており、この決定された駆動電流値とその比率によって、光ファイバ増幅部４１，４２の利得がＧ０ａになるように制御している。
【００２９】
また、光パワー検出回路５３は、ＤＣＦ５６の出力側の光ファイバ伝送路に接続された光分岐カプラ５２を介して、光信号の光入力パワーＰ５を検出しており、また光パワー検出回路５５は、光増幅装置４０の出力側の光ファイバ伝送路に接続された光分岐カプラ５４を介して、光信号の光出力パワーＰ６を検出している。この検出された光パワーＰ５，Ｐ６は、ＡＧＣ回路５１に取り込まれており、ＡＧＣ回路５１は、以下のように光ファイバ増幅部５０の制御を行っている。
【００３０】
このＡＧＣ回路５１では、Ｐ５の大きさによって、たとえば光ファイバ増幅部５０のポンプレーザを電流制御して利得Ｇ３を決定しており、この利得Ｇ３は予めその比率が決まっている。したがって、ＡＧＣ回路５１では、光パワー比Ｐ６−Ｐ５がＧ０ｂで一定になるように制御する時に、光パワーＰ５の電圧値に基づいて、たとえばポンプレーザの駆動電流値およびその比率が決定されており、この決定された駆動電流値とその比率によって、光ファイバ増幅部５０の利得がＧ０ｂになるように制御している。
【００３１】
このＣ２は、前段光増幅部のトータル光出力パワーＰ４と後段光増幅部のトータル光出力パワーＰ６との比であり、次式のように、
Ｃ２＝Ｐ６−Ｐ４            …（６）
となり、このＣ２は、Ｃ１と同様に光増幅装置４０の設計によって決定される定数である。
【００３２】
ここで、前段光増幅部の利得をＧ０ａ、後段光増幅部の利得をＧ０ｂとすると、光増幅装置４０全体の利得Ｇ０は、
Ｇ０＝Ｇ０ａ＋Ｇ０ｂ−Ｄ      …（７）
となる。そして、まず前段光増幅部の利得Ｇ０ａの条件を求めると、式（７）から、
Ｇ０ａ＝Ｇ０−Ｇ０ｂ＋Ｄ      …（８）
となる。また、後段光増幅部の利得Ｇ０ｂは、図１から、
Ｇ０ｂ＝Ｐ６−Ｐ５            …（９）
となる。また、ＤＣＦ５６の減衰量Ｄは、
Ｄ＝Ｐ４−Ｐ５                …（１０）
であり、式（８）に式（９）、式（１０）を代入して式を展開すると、
Ｇ０ａ＝Ｇ０−（Ｐ６−Ｐ５））＋（Ｐ４−Ｐ５）
＝Ｇ０−（Ｐ６−Ｐ４）  …（１１）
となり、この式（１１）は、式（６）より、
Ｇ０ａ＝Ｇ０−Ｃ２            …（１２）
となる。
【００３３】
つぎに、後段光増幅部の利得Ｇ０ｂの条件を求めると、式（７）から、
Ｇ０ｂ＝Ｇ０−Ｇ０ａ＋Ｄ      …（１３）
となる。この式（１３）に式（１２）を代入して、展開すると、
Ｇ０ｂ＝Ｇ０−（Ｇ０−Ｃ２）＋Ｄ
＝Ｃ２＋Ｄ              …（１４）
となる。
【００３４】
ところで、このＣ２は、上述したごとくＣ１と同様に、光増幅装置４０の設計で決定される定数であり、中継局間の距離や総伝送距離などのシステム要求に基づいて決定される。また、この定数を求めるのに必要なパラメータは、
１．前段光増幅部の最大トータル光出力パワーＰ４（ｍａｘ）
２．後段光増幅部の最大トータル光出力パワーＰ６（ｍａｘ）
とからなる。
【００３５】
ここで、たとえばあるシステム要求からそれぞれのパラメータを、Ｐ４（ｍａｘ）＝１５［ｄＢｍ］、Ｐ６（ｍａｘ）＝２１［ｄＢｍ］のように設定したとする。そして、これらの数値を式（６）に代入してＣ２を求めると、
Ｃ２＝Ｐ６−Ｐ４
＝２１−１５
＝６［ｄＢ］
となる。
【００３６】
つぎに、前段光増幅部と後段光増幅部の最大トータル光出力パワーＰ４（ｍａｘ）とＰ６（ｍａｘ）を設定する方法の一例を以下に示す。ここで、それぞれの最大トータル光出力パワーは、その光信号が入射される光ファイバ伝送路の非線形光学現象の閾値によって制限されている。
【００３７】
この非線形光学現象には、たとえば相互位相変調（ＸＰＭ）、四光波混合（ＦＷＭ）、誘導ラマン散乱（ＳＲＳ），誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ）などがある。前段光増幅部の光出力パワーは、光増幅装置の段間に接続されたＤＣＦへの光入力パワーであり、この非線形効果によって決まるパワー上限が、−２［ｄＢｍ］である。ＳＢＳの影響は、波長多重数や波長多重間隔とは関係なく、各波長の光パワーに依存する。
【００３８】
すなわち、ＤＣＦにおけるＳＢＳの閾値は、波長多重数が１波の場合には、おおよそ−２［ｄＢｍ］となり、たとえば波長多重数が８０波の場合には、おおよそ１７［ｄＢｍ］＝−２＋１０・ｌｏｇ８０となる。
【００３９】
実際の装置設計では、２［ｄＢ］から３［ｄＢ］のマージンを考慮するので、上述した波長多重数が８０波の装置では、前段光増幅部の最大トータル光出力パワーは、１５［ｄＢｍ］に設定される。また、後段光増幅部の光出力パワーも、上記と同様に、ＳＢＳの閾値によって制限される。しかし、後段光増幅部の出力に接続される光ファイバ伝送路は、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）が一般的であり、そのＳＢＳの閾値は、ＤＣＦよりも、おおよそ６［ｄＢ］大きな値になる。したがって、波長多重数が８０波の装置における後段光増幅部の最大トータル光出力パワーは、２１［ｄＢｍ］に設定される。
【００４０】
この実施の形態では、このように設定された値に基づいて、ＡＧＣ回路４４は、光パワー比（Ｐ４−Ｐ１）が（１２）式で決まるＧ０ａで一定になるように、光ファイバ増幅部４１，４２を利得制御しており、またＡＧＣ回路５１は、光パワー比（Ｐ６−Ｐ５）が（１４）式で決まるＧ０ｂで一定になるように、光ファイバ増幅部５０を利得制御している。
【００４１】
このように、この実施の形態では、ＤＣＦが段間に接続されている場合でも、ＤＣＦを含む光増幅装置全体の利得が、波長に対する依存性がなく一定の利得を保ちながら、ユーザなどによって予め設定された利得に近づくように、光可変減衰器の減衰量を制御するので、ユーザのニーズに応じた利得の一定制御を行うことが可能となり、これによって汎用性の高い光増幅装置を得ることができる。
【００４２】
また、この実施の形態では、光可変減衰器の減衰量が、光増幅装置とこの光増幅装置外の最終出力端との間に接続される伝送媒体の伝送損失を含めて設定された利得Ｇ０と固定値Ｃ１，Ｃ２に応じて適切に制御されているため、最終出力端の波長における利得が所定利得以上で、平坦性を有することができる。
【００４３】
また、この実施の形態では、ＤＣＦが段間に接続されている場合でも、前段光増幅部のトータル利得が、システム設計上最適な前段光増幅部の利得になるように、また後段光増幅部の利得が、システム設計上最適な後段光増幅部の利得になるように、ＡＧＣ制御を行うので、ユーザなどのニーズに応じた光増幅装置の利得の一定制御を行うことができる。
【００４４】
ところで、上述した実施の形態の光増幅装置では、非線形光学現象の一つであるＳＲＳの影響が小さい。しかし、設計されるシステム構成によってはＳＲＳの影響が大きくなるので、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が劣化してしまう。
【００４５】
そこで、この発明では、ＳＲＳ補正を行う場合の光増幅装置の構成を、以下の実施の形態において説明する。
【００４６】
（実施の形態２）
図２は、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。図において、図１の実施の形態１と異なる点は、光可変減衰器４３の減衰量の補正値が設定されている補正回路６０を設けて、減衰量の補正値ΔＬを求め、光可変減衰器４３の減衰量Ａを制御する点である。
【００４７】
すなわち、この実施の形態において、光可変減衰器４３の減衰量Ａは、つぎのように求める。
Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝Ｃ＋ΔＬ                …（１５）
で設定されており、また、ユーザなどによって任意に設定される利得Ｇ０は、
Ｇ０＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３−Ａ−Ｄ            …（１６）
として、予め設定される。この式（１５）を式（１６）に代入すると、
Ｇ０＝Ｃ＋ΔＬ−Ａ−Ｄ                    …（１７）
となり、光可変減衰器４３の減衰量Ａは、
Ａ＝Ｃ＋ΔＬ−Ｄ−Ｇ０
＝Ｃ＋ΔＬ−（Ｐ４−Ｐ５）−Ｇ０        …（１８）
となる。
【００４８】
次に、ΔＬを求める。ここで、まずＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）［ｄＢ／ｎｍ］
…（１９）
ここで、Ｐ０：光ファイバ伝送路１へ入射される光信号のトータル光パワー
［Ｗ］
（図１では、Ｐ４に相当）
β：このトータル光パワーが入射される光ファイバ伝送路１
（種類）に依存する係数［１／Ｗ・ｋｍ・ｎｍ］
Ｌｅｆｆ：このトータル光パワーが入射される光ファイバ伝送路の実効長［ｋ
ｍ］
となる。
【００４９】
なお、この（１９）式は、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，１６th  Ａｐｒｉｌ  １９９８，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．８，Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌの文献に記載されている。
【００５０】
次に、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ために、光増幅部で発生させる利得波長特性の傾きＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）は、このＳＲＳの影響によって発生する利得波長特性の傾きとは逆の傾きとなるので、
ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝−ａ・ΔＬ［ｄＢ／ｎｍ］        …（２０）
ここで、ａ：光増幅部の設計に依存する比例係数［１／ｎｍ］
ΔＬ：光可変減衰器の減衰量の補正値［ｄＢ］
となる。
【００５１】
この（１９）式と（２０）式の和がゼロになる時、光ファイバ伝送路を伝送した後の各波長の利得が均一となって、利得波長特性は平坦になるので、この条件におけるΔＬを求めると、まず、（１９）式と（２０）式の和は、
ＳＲＳ（ｄＧ／ｄλ）＋ＯＦＡ（ｄＧ／ｄλ）＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）−ａ・ΔＬ＝０                                    …（２１）
となる。
【００５２】
次に、ΔＬは、
ΔＬ＝４．３４・（β・Ｐ０・Ｌｅｆｆ）／ａ      …（２２）
で求まる。すなわち、ΔＬは、光ファイバ伝送路へ入射される光信号のトータル光パワーＰ０と、このトータル光パワーＰ０が入射される光ファイバ伝送路の種類に依存する係数βと、このトータル光パワーが入射される光ファイバ伝送路の実効長とから求まる値である。
【００５３】
この実施例では、上述した（１９）式〜（２２）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ファイバ伝送路１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ファイバ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］）
となる。
【００５４】
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、この実施例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。
【００５５】
なお、ＡＧＣ回路４４による光ファイバ増幅部４１，４２のＡＧＣ制御は、実施の形態２と同様に、光パワー比（Ｐ４−Ｐ１）が（１２）式で決まるＧ０ａで一定になるように制御し、また光ファイバ増幅部５０のＡＧＣ制御は、光パワー比（Ｐ６−Ｐ５）が（１４）式で決まるＧ０ｂで一定になるように制御している。
【００５６】
このように、この実施の形態では、実施の形態１と同様に、ユーザのニーズに応じた利得の一定制御を行うことが可能となるとともに、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、トータル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、たとえば光ファイバ伝送路を介した次段の光増幅装置の入力端（実施の形態１の最終出力端に相当）での各波長における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。
【００５７】
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ファイバ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。
【００５８】
この発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【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】同じく、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】従来の光増幅装置の構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  光ファイバ伝送路
１０，２０  光増幅部
１１，２１，４４，５１  ＡＧＣ回路
１２，１３，２２，２３，３１，４６，４８，５２，５４  光分岐カプラ
１４，１５，２４，２５，３２，４７，４９，５３，５５  光パワー検出回路（ＰＤ）
１６，２６  励起光源
１７  光カプラ
３０，４３  光可変減衰器
３３  ＡＬＣ回路
４０  光増幅装置
４１，４２，５０  光ファイバ増幅部
４５  制御回路
６０  補正回路
【図１】
2006121110.tif 000003
【図２】
2006121110.tif 000004
【図３】
2006121110.tif 000005