(57)【要約】【課題】偏波多重信号の伝送特性を向上すること。【解決手段】生成部は、偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する。そして、検出部は、生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出する。そして、増幅部は、生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する。そして、調整部は、二つの光信号のパワーの差が減少するように、増幅部に入力される各偏波の光信号のパワーと増幅部の各偏波に対する利得との大小関係を調整する。【選択図】図１
2011188213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを検出する検出部と、
前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光信号送信装置。
【請求項２】
前記増幅部は、第１の偏波に対応する利得が第２の偏波に対応する利得よりも大きい半導体光増幅器であり、
前記調整部は、前記二つの光信号の偏波を回転する信号偏波回転部と、前記二つの光信号のうちパワーが小さい方の光信号の偏波が前記半導体光増幅器における前記第１の偏波と一致し、かつ、前記二つの光信号のうちパワーが大きい方の光信号の偏波が前記半導体光増幅器における前記第２の偏波と一致するように、前記信号偏波回転部を制御する信号偏波制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光信号送信装置。
【請求項３】
前記調整部は、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が大きくなるほど増大する駆動電流を前記半導体増幅器に供給することによって、前記半導体光増幅器における前記第１の偏波に対応する利得と前記第２の偏波に対応する利得との差を制御する利得制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光信号送信装置。
【請求項４】
前記増幅部は、前記二つの光信号を増幅する希土類添加ファイバと、前記希土類添加ファイバに向けて励起光を出力する励起光源部とを含む希土類添加ファイバ光増幅器であり、
前記調整部は、前記励起光源部から前記希土類添加ファイバへ出力された励起光の偏波を回転する励起光偏波回転部と、前記励起光の偏波と前記二つの光信号のうちパワーが小さい方の光信号の偏波とのなす角が前記励起光の偏波と前記二つの光信号のうちパワーが大きい方の光信号の偏波とのなす角よりも小さくなるように、前記励起光偏波回転部を制御する励起光偏波制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光信号送信装置。
【請求項５】
前記励起光偏波制御部は、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が大きくなるほど前記励起光の偏波と前記パワーが小さい方の光信号の偏波とのなす角が小さくなるように、前記励起光偏波回転部を制御することを特徴とする請求項４に記載の光信号送信装置。
【請求項６】
偏波が互いに直交する二つの光を合成した偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを検出する検出部と、
前記偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【請求項７】
偏波が互いに直交する二つの光を合成した偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを検出する検出部と、
前記偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを偏波ごとに減衰する減衰部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光のパワーの差が減少するように、前記減衰部の各偏波に対する損失を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光減衰装置。
【請求項８】
偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部と、前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部とを備えた光信号送信装置が行う光信号送信方法であって、
前記光信号送信装置が
前記偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された前記二つの光信号のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整ステップと
を含んだことを特徴とする光信号送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号送信装置、光増幅装置、光減衰装置及び光信号送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、４０Ｇｂｉｔ／ｓを超える高速な光伝送システムを実現するために、情報を効率良く伝送する伝送方式が種々検討されている。このような伝送方式として、偏波多重（Polarization multiplexing）方式が特に注目されている。偏波多重方式は、偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を利用して二つの独立したデータ信号を一度に伝送する方式である。
【０００３】
ここで、図３１を用いて偏波多重方式を採用する従来の光信号送信装置について説明する。図３１は、偏波多重方式を採用する従来の光信号送信装置の構成を示す図である。同図に示すように、従来の光信号送信装置１０は、生成部１１と、増幅部１２とを有する。生成部１１は、偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する。具体的には、生成部１１は、光源部１３と、分岐部１４と、第１の変調部１５と、第２の変調部１６と、合成部１７とを有する。
【０００４】
光源部１３は、連続光を出力する。分岐部１４は、光源部１３によって出力された連続光を二つの光に分岐する。第１の変調部１５は、分岐部１４によって分岐された一方の光をデータ信号により変調して第１の光信号を生成する。第２の変調部１６は、分岐部１４によって分岐された他方の光をデータ信号により変調して第２の光信号を生成する。合成部１７は、第１の変調部１５から入力される第１の光信号と第２の変調部１６から入力される第２の光信号とを互いの偏波を直交させた状態で合成して偏波多重信号を生成し、生成した偏波多重信号を増幅部１２へ出力する。
【０００５】
増幅部１２は、例えば、半導体光増幅器や希土類添加ファイバ光増幅器等の光増幅器である。増幅部１２は、生成部１１から入力される偏波多重信号を増幅し、増幅した偏波多重信号を図示しない光伝送路に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２４７３１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４４２６号公報
【特許文献３】特開２００８−１７２７９９号公報
【特許文献４】特開２００７−６７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の光信号送信装置では、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間に光パワーの差が生じるため、偏波多重信号の伝送特性が劣化するという問題がある。
【０００８】
例えば、図３１に示す従来の光信号送信装置１０では、分岐部１４にて分岐される二つの光の分岐比が異なる場合や、第１の変調部１５における光損失と第２の変調部１６における光損失とが異なる場合がある。このような場合に、合成部１７から出力される偏波多重信号に含まれる第１の光信号と第２の光信号との間に光パワーの差が生じる。そして、増幅部１２は、光パワーの差が生じた第１の光信号光及び第２の光信号を含んだ偏波多重信号を増幅する。このため、従来の光信号送信装置１０では、偏波多重信号の伝送特性が劣化する。
【０００９】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる光信号送信装置、光増幅装置、光減衰装置及び光信号送信方法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】
【００１０】
開示の光信号送信装置は、偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部を備える。また、開示の光信号送信装置は、生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出する検出部を備える。また、開示の光信号送信装置は、生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部を備える。そして、開示の光信号送信装置は、二つの光信号のパワーの差が減少するように、増幅部に入力される各偏波の光信号のパワーと増幅部の各偏波に対する利得との大小関係を調整する調整部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
開示の光信号送信装置によれば、偏波多重信号の伝送特性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１における光増幅装置による処理の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、実施例１に係る光信号送信装置の効果を説明するための図である。
【図４】図４は、実施例１の変形例に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施例２に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、ＳＯＡが有する偏波依存利得特性の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、駆動電流記憶部の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施例２における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施例３に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例５に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例５における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例６に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例６における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施例７に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例７における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施例８に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図１８】図１８は、駆動電流記憶部の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施例８における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、実施例９に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図２１】図２１は、ＥＤＦで発生する偏波ホールバーニング現象について説明するための図である。
【図２２】図２２は、ＥＤＦで発生する偏波依存利得特性について説明するための図である。
【図２３】図２３は、偏波回転量記憶部の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施例９における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実施例１０に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図２６】図２６は、実施例１０に係る光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、実施例１１に係る光信号送信装置の構成を示す図である。
【図２８】図２８は、励起光パワー記憶部の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、実施例１１における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】図３０は、実施例２〜８に示した光信号送信装置のその他の構成例を説明するための図である。
【図３１】図３１は、偏波多重方式を採用する従来の光信号送信装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願の開示する光信号送信装置、光増幅装置、光減衰装置及び光信号送信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光信号送信装置、光増幅装置、光減衰装置及び光信号送信方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
まず、実施例１に係る光信号送信装置の構成を説明する。図１は、実施例１に係る光信号送信装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例１に係る光信号送信装置１００は、生成部１１と、光増幅装置１１０とを有する。このうち、生成部１１は、偏波が互いに直交する第１の光信号及び第２の光信号を合成した偏波多重信号を生成する。
【００１５】
光増幅装置１１０は、検出部１１１、増幅部１１２、調整部１１３を有する。検出部１１１は、生成部１１によって生成された偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のパワーを検出する。増幅部１１２は、生成部１１によって生成された偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のパワーを偏波ごとに異なる利得で増幅する。調整部１１３は、検出部１１１によって検出された第１の光信号及び第２の光信号のパワーの差が減少するように、増幅部１１２に入力される各偏波の光信号のパワーと増幅部１１２の各偏波に対する利得との大小関係を調整する。なお、以下では、偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のうちパワーが小さい方の光信号を小パワー信号と呼び、偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のうちパワーが大きい方の光信号を大パワー信号と呼ぶこととする。
【００１６】
ここで、図２を用いて、実施例１に係る光信号送信装置１００が備えた光増幅装置１１０による処理の一例を説明する。図２は、実施例１における光増幅装置１１０による処理の一例を説明するための図である。図２の（ａ）には、光増幅装置１１０による増幅前の第１の光信号λ１のパワーＰ１と第２の光信号λ２のパワーＰ２とが示されている。また、図２の（ｂ）には、光増幅装置１１０による増幅後の第１の光信号λ１のパワーＰ１´と第２の光信号λ２のパワーＰ２´とが示されている。
【００１７】
図２の（ａ）に示すように、光増幅装置１１０は、検出部１１１において、偏波多重信号に含まれる第１の光信号λ１のパワーＰ１及び第２の光信号λ２のパワーＰ２を検出する。ここでは、第１の光信号λ１のパワーＰ１が第２の光信号λ２のパワーＰ２よりも大きいため、第１の光信号λ１が大パワー信号に該当し、第２の光信号λ２が小パワー信号に該当する。
【００１８】
また、光増幅装置１１０は、増幅部１１２において、偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のパワーを偏波ごとに異なる利得で増幅する。例えば、増幅部１１２は、第１の偏波の光信号λ１を第１の偏波に対応する利得Ｇ１で増幅し、第２の偏波の光信号λ２を第２の偏波に対応する利得Ｇ２で増幅する。ここでは、第２の偏波に対応する利得Ｇ２が第１の偏波に対応する利得Ｇ１よりも大きいものとする。
【００１９】
そして、光増幅装置１１０は、調整部１１３において、第１の光信号及び第２の光信号のパワーの差が減少するように、増幅部１１２に入力される各偏波の光信号のパワーと増幅部１１２の各偏波に対する利得との大小関係を調整する。図２の（ｂ）の例では、調整部１１３は、第１の光信号及び第２の光信号のパワーの差ΔＰが０まで減少するように、大パワー信号である第１の光信号を増幅部１１２により利得Ｇ１で増幅させる。また、調整部１１３は、小パワー信号である第２の光信号を増幅部１１２により利得Ｇ１よりも大きい利得Ｇ２で増幅させる。
【００２０】
これにより、光増幅装置１１０は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間にパワーの差が生じた場合に、パワーの差を減少することができる。図２の（ｂ）の例では、光増幅装置１１０は、偏波多重信号に含まれる第１の光信号と第２の光信号との間に生じた光パワーの差ΔＰをゼロまで減少することができる。
【００２１】
上述したように、実施例１に係る光信号送信装置１００は、偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出する。そして、光信号送信装置１００は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを偏波ごとに異なる利得で増幅する。そして、光信号送信装置１００は、二つの光信号のパワーの差が減少するように、増幅部に入力される各偏波の光のパワーと増幅部の各偏波に対する利得との大小関係を調整する。このため、光信号送信装置１００は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間にパワーの差が生じた場合であっても、パワーの差を減少することができる。その結果、光信号送信装置１００は、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる。
【００２２】
図３は、実施例１に係る光信号送信装置１００の効果を説明するための図である。図３の横軸は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーの差を示し、図３の縦軸は、偏波多重信号の伝送特性の劣化量であるＱ値ペナルティを示している。なお、図３の例では、変調方式として偏波多重ＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying）方式が用いられているものとする。同図に示すように、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間に約２ｄＢのパワー差が発生すると、Ｑ値ペナルティが約１ｄＢとなり偏波多重信号の伝送特性が劣化することが分かる。実施例１に係る光信号送信装置１００は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間に発生した約２ｄＢのパワー差をゼロまで減少することにより、Ｑ値ペナルティを約１ｄＢ向上することができる。
【００２３】
ここで、実施例１に係る光信号送信装置１００の変形例について説明する。図４は、実施例１の変形例に係る光信号送信装置１００´の構成を示す図である。同図に示すように、変形例に係る光信号送信装置１００´は、図１に示した光増幅装置１１０の代わりに、光減衰装置１２０を有する。光減衰装置１２０は、検出部１２１、減衰部１２２、調整部１２３を有する。
【００２４】
検出部１２１は、図１に示した検出部１１１と同様の処理部である。減衰部１２２は、生成部１１によって生成された偏波多重信号に含まれる第１の光信号及び第２の光信号のパワーを偏波ごとに異なる損失で減衰する。調整部１２３は、検出部１２１によって検出された第１の光信号と第２の光信号とのパワーの差が減少するように、減衰部１２２に入力される各偏波の光信号のパワーと減衰部１２２の各偏波に対する損失との大小関係を調整する。
【００２５】
これにより、変形例に係る光信号送信装置１００´は、実施例１と同様に、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の間にパワーの差が生じた場合であっても、パワーの差を減少することができる。その結果、光信号送信装置１００´は、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる。
【実施例２】
【００２６】
次に、実施例２に係る光信号送信装置の構成の一例について説明する。図５は、実施例２に係る光信号送信装置２００の構成を示す図である。同図に示すように、光信号送信装置２００は、生成部１１、光増幅装置２１０を有する。
【００２７】
このうち、生成部１１は、偏波が互いに直交する第１の光信号及び第２の光信号を合成した偏波多重信号を生成する。なお、以下では、第１の光信号の偏波が水平であるものとし、偏波が水平である第１の光信号を水平偏波信号と呼ぶこととする。また、第２の光信号の偏波が垂直であるものとし、偏波が垂直である第２の光信号を垂直偏波信号と呼ぶこととする。
【００２８】
光増幅装置２１０は、ＰＤ（Photo Detector）２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）２１５、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８を有する。
【００２９】
ＰＤ２１１は、生成部１１における第１の変調部１５から合成部１７へ出力される水平偏波信号を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。ＰＤ２１２は、生成部１１における第２の変調部１６から合成部１７へ出力される垂直偏波信号を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。
【００３０】
パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する。具体的には、パワー検出部２１３は、ＰＤ２１１及びＰＤ２１２から入力される電気信号を用いて水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを制御部２１８に出力する。
【００３１】
信号偏波回転部２１４は、生成部１１から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を回転する。具体的には、信号偏波回転部２１４は、制御部２１８の後述する信号偏波制御部２２１による制御に従って、水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を０°又は９０°回転する。
【００３２】
ＳＯＡ２１５は、水平偏波及び垂直偏波のうちいずれか一方の偏波に対応する利得が他方の偏波に対応する利得よりも大きい性質（以下「偏波依存利得特性」と言う）を有する半導体光増幅器である。本実施例におけるＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きいものとする。また、ＳＯＡ２１５は、制御部２１８の後述する利得制御部２２２から供給される駆動電流に応じて自己の利得を変化させる。
【００３３】
図６は、ＳＯＡ２１５が有する偏波依存利得特性の一例を説明するための図である。図６の横軸は、ＳＯＡ２１５に供給される駆動電流を示し、図６の縦軸は、垂直偏波に対応する利得から水平偏波に対応する利得を差し引いた値である偏波依存利得を示している。同図に示すように、ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きく、偏波依存利得が駆動電流に依らず常に正の値を示す。したがって、信号偏波回転部２１４から入力される光信号の偏波が垂直偏波である場合には、この垂直偏波の光信号は、水平偏波の光信号よりも大きい利得で増幅される。
【００３４】
また、ＳＯＡ２１５に供給される駆動電流が約２０ｍＡ〜９０ｍＡの間で変化すると、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得は、約０．５〜４ｄＢの間で変化する。このため、ＳＯＡ２１５は、入力される垂直偏波の光信号と水平偏波の光信号との間に生じる最大４ｄＢのパワー差を減少させることができる。
【００３５】
図５の説明に戻り、信号偏波回転部２１６は、ＳＯＡ２１５から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を回転する。具体的には、信号偏波回転部２１６は、制御部２１８の後述する信号偏波制御部２２１による制御に従って、水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を０°又は−９０°回転する。
【００３６】
駆動電流記憶部２１７は、制御部２１８からＳＯＡ２１５に供給される駆動電流を記憶する。図７は、駆動電流記憶部２１７の一例を示す図である。同図に示すように、駆動電流記憶部２１７は、「偏波信号間パワー差」、「ＳＯＡ駆動電流」といった項目を対応付けて記憶する。「偏波信号間パワー差」は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差を示す。「ＳＯＡ駆動電流」は、偏波信号間パワー差が所定値以下まで減少するように予め定められたＳＯＡ２１５の駆動電流を示す。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。
【００３７】
なお、駆動電流記憶部２１７における「ＳＯＡ駆動電流」は、図６に示したＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性を用いて設計者等により設定される。例えば、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差が約３ｄＢである場合を考える。この場合、設計者等は、図６に示したＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性を用いて、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得が３ｄＢとなる駆動電流である「５０ｍＡ」を「偏波信号間パワー差」「３ｄＢ」に対応する「ＳＯＡ駆動電流」に設定する。
【００３８】
また、「ＳＯＡ駆動電流」は、「偏波信号間パワー差」が大きくなるほど増大する。これは、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差が増大した場合に、ＳＯＡ２１５に供給される駆動電流を増大させることで増大したパワーの差を減少させることができることを意味する。
【００３９】
図５の説明に戻り、制御部２１８は、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５及び信号偏波回転部２１６を制御する。具体的には、制御部２１８は、信号偏波制御部２２１と、利得制御部２２２とを有する。
【００４０】
信号偏波制御部２２１は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを基に、信号偏波回転部２１４及び信号偏波回転部２１６を制御する。具体的には、信号偏波制御部２２１は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、これら水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。そして、信号偏波制御部２２１は、算出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差が所定値以下であるか否かを判定し、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差が所定値以下であると、処理を終了する。なお、ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。一方、信号偏波制御部２２１は、パワー差が所定値を超えると、水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち小パワー信号の偏波及び大パワー信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び水平偏波とそれぞれ一致するように信号偏波回転部２１４、２１６を制御する。
【００４１】
例えば、水平偏波信号が大パワー信号であり垂直偏波信号が小パワー信号である場合、つまり、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも大きい場合を想定する。この場合には、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における水平偏波及び垂直偏波とにそれぞれ一致するように、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をいずれも０°に設定する。本実施例におけるＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である垂直偏波信号が大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅される。これにより、垂直偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が減少する。
【００４２】
また、例えば、水平偏波信号が小パワー信号であり垂直偏波信号が大パワー信号である場合、つまり、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも小さい場合を想定する。この場合には、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び水平偏波とそれぞれ一致するように、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をそれぞれ９０°、−９０°に設定する。本実施例におけるＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である水平偏波信号が大パワー信号である垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅される。これにより、垂直偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が減少する。
【００４３】
利得制御部２２２は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを基に、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得を制御する。具体的には、利得制御部２２２は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、これら水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。そして、利得制御部２２２は、算出したパワーの差に対応する駆動電流を駆動電流記憶部２１７から読み出し、読み出した駆動電流をＳＯＡ２１５に供給する。これにより、利得制御部２２２は、ＳＯＡ２１５に供給される駆動電流を約２０〜９０ｍＡの間で変化させることができ、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得を約０．５〜４ｄＢの間で変化させることができる。その結果、利得制御部２２２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差が経時的に増大したとしても、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得を変化させることで経時的に増大したパワー差を減少させることができる。
【００４４】
ここで、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３は、図１に示した検出部１１１の一例である。また、図５に示したＳＯＡ２１５は、図１に示した増幅部１１２の一例である。また、図５に示した信号偏波回転部２１４、信号偏波回転部２１６、制御部２１８は、図１に示した調整部１１３の一例である。
【００４５】
なお、図５に示したパワー検出部２１３、制御部２１８は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array)などの集積回路である。また、図５に示した駆動電流記憶部２１７は、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリ (flash memory)などの半導体メモリ素子である。
【００４６】
次に、図５に示した光信号送信装置２００が備えた光増幅装置２１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図８は、実施例２における光増幅装置２１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置２１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ１１）、入力されない間（ステップＳ１１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ１１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ１２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを制御部２１８に出力する。
【００４７】
続いて、制御部２１８の信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ１３肯定）、信号偏波制御部２２１は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ１３否定）、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号のパワーと垂直偏波信号のパワーとの大小関係を比較する（ステップＳ１４）。
【００４８】
水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも大きい場合に（ステップＳ１４肯定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をいずれも０°に設定する（ステップＳ１５）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における水平偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である垂直偏波信号が大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００４９】
一方、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも小さい場合（ステップＳ１４否定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をそれぞれ９０°、−９０°に設定する（ステップＳ１６）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である水平偏波信号が大パワー信号である垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００５０】
続いて、制御部２１８の利得制御部２２２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差を算出し、算出したパワーの差に対応する駆動電流を駆動電流記憶部２１７から読み出してＳＯＡ２１５に供給する（ステップＳ１７）。
【００５１】
上述したように、実施例２に係る光信号送信装置２００は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する。そして、光信号送信装置２００は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを偏波ごとに異なる利得で増幅する。そして、光信号送信装置２００は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が減少するように、ＳＯＡ２１５に入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーとＳＯＡ２１５の水平偏波及び垂直偏波に対応する利得との大小関係を調整する。このため、光信号送信装置２００は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の間にパワーの差が生じた場合であっても、このパワーの差を減少することができる。その結果、光信号送信装置２００は、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる。
【００５２】
また、実施例２に係る光信号送信装置２００では、ＳＯＡ２１５が、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい偏波依存利得特性を有する。そして、光信号送信装置２００は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち大パワー信号の偏波がＳＯＡ２１５の垂直偏波と一致し、かつ、小パワー信号の偏波がＳＯＡ２１５の水平偏波と一致するように、水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を回転する。このため、光信号送信装置２００は、ＳＯＡ２１５が元来有する偏波依存利得特性を利用して偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを同時に調整することができ、二つの光信号のパワーをそれぞれ調整するよりも装置構成を簡素化することができる。
【００５３】
また、実施例２に係る光信号送信装置２００は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が大きくなるほど増大する駆動電流をＳＯＡ２１５に供給することによってＳＯＡ２１５の偏波依存利得を制御する。このため、光信号送信装置２００は、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差が温度変化や経時劣化等によって増大したとしても、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得を変化させることで温度変化や経時劣化等によって増大したパワーの差を減少させることができる。その結果、光信号送信装置２００は、偏波多重信号の良好な伝送特性を長期的に持続することができる。
【実施例３】
【００５４】
上記実施例２では、第１の変調部１５及び第２の変調部１６から出力される光信号を用いて光信号のパワーを検出する例を示した。しかし、第１の変調部１５及び第２の変調部１６から出力される光信号の位相共役光を用いて光信号のパワーを検出するようにしてもよい。そこで、実施例３では、第１の変調部１５及び第２の変調部１６から出力される光信号の位相共役光を用いて光信号のパワーを検出する例について説明する。
【００５５】
図９は、実施例３に係る光信号送信装置３００の構成を示す図である。同図に示すように、光信号送信装置３００は、生成部１１、光増幅装置３１０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【００５６】
光増幅装置３１０は、ＰＤ３１１、ＰＤ３１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８を有する。このうち、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５は、図５に示したパワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５と同様の処理部である。また、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８は、図５に示した信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８と同様の処理部である。
【００５７】
ＰＤ３１１は、生成部１１における第１の変調部１５のポート１５ａから出力される位相共役光を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。第１の変調部１５のポート１５ａから出力される位相共役光は、第１の変調部１５から合成部１７へ出力される水平偏波信号と位相が逆の光であり、水平偏波信号と同じパワーを有している。位相共役光は、一般に、光信号として利用されない。ＰＤ３１１は、光信号として一般に利用されない位相共役光をパワー検出部２１３へ出力し、水平偏波信号自体をパワー検出部２１３へ出力しない。したがって、第１の変調部１５から合成部１７へ出力される水平偏波信号自体の損失が低減される。
【００５８】
ＰＤ３１２は、生成部１１における第２の変調部１６のポート１６ａから出力される位相共役光を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。第２の変調部１６のポート１６ａから出力される位相共役光は、第２の変調部１６から合成部１７へ出力される水平偏波信号と位相が逆の光であり、垂直偏波信号と同じパワーを有している。ＰＤ３１２は、光信号として一般に利用されない位相共役光をパワー検出部２１３へ出力し、垂直偏波信号自体をパワー検出部２１３へ出力しない。したがって、第２の変調部１６から合成部１７へ出力される垂直偏波信号自体の損失が低減される。なお、図９に示したＰＤ３１１、ＰＤ３１２、パワー検出部２１３は、図１に示した検出部１１１の一例である。
【００５９】
上述したように、実施例３に係る光信号送信装置３００は、第１の変調部１５及び第２の変調部１６から出力される光信号の位相共役光を用いて光信号のパワーを検出する。このため、光信号送信装置３００は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の損失を低減することができる。その結果、光信号送信装置３００は、偏波多重信号の伝送特性を一層向上することができる。
【実施例４】
【００６０】
上記実施例２では、合成部１７によって合成される前の水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する例を示した。しかし、合成部１７によって合成された後の水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出するようにしてもよい。そこで、実施例４では、合成部１７によって合成された後の水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する例について説明する。
【００６１】
図１０は、実施例４に係る光信号送信装置４００の構成を示す図である。同図に示すように、光信号送信装置４００は、生成部１１、光増幅装置４１０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【００６２】
光増幅装置４１０は、分岐部４２３、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８を有する。このうち、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５は、図５に示したパワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５と同様の処理部である。また、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８は、図５に示した信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８と同様の処理部である。
【００６３】
分岐部４２３は、生成部１１の合成部１７から出力された偏波多重信号を二つの偏波多重信号に分岐し、分岐した一方の偏波多重信号を信号偏波回転部２１４へ出力し、他方の偏波多重信号を分岐部４２４へ出力する。分岐部４２４は、分岐部４２３から入力される偏波多重信号を二つの偏波多重信号に分岐し、分岐した一方の偏波多重信号を第１の偏光子４２５へ出力し、分岐した他方の偏波多重信号を第２の偏光子４２６へ出力する。
【００６４】
第１の偏光子４２５は、分岐部４２４から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち水平偏波信号のみを透過し、透過した水平偏波信号をＰＤ４１１へ出力する。第２の偏光子４２６は、分岐部４２４から入力される偏波多重信号から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち垂直偏波信号のみを透過し、透過した垂直偏波信号をＰＤ４１２へ出力する。
【００６５】
ＰＤ４１１は、第１の偏光子４２５から入力される水平偏波信号を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。ＰＤ４１２は、第２の偏光子４２６から入力される垂直偏波信号を電気信号に変換してパワー検出部２１３へ出力する。なお、図１０に示した分岐部４２３、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２、パワー検出部２１３は、図１に示した検出部１１１の一例である。
【００６６】
上述したように、実施例４に係る光信号送信装置４００は、合成部１７によって合成された後の水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する。このため、光信号送信装置４００は、合成部１７によって合成された後の水平偏波信号及び垂直偏波信号の間にパワーの差が生じた場合であっても、このパワーの差を減少することができる。その結果、光信号送信装置４００は、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる。
【実施例５】
【００６７】
上記実施例２〜４では、ＳＯＡ２１５による増幅前の偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出し、検出したパワーの差に対応して予め定められた駆動電流をＳＯＡ２１５に供給することでＳＯＡ２１５の偏波依存利得を制御する例を示した。しかし、ＳＯＡ２１５による増幅後の偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出し、検出したパワーを用いてＳＯＡ２１５の偏波依存利得をフィードバック制御してもよい。そこで、実施例５では、ＳＯＡ２１５による増幅後の偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出し、検出したパワーを用いてＳＯＡ２１５の偏波依存利得をフィードバック制御する例について説明する。
【００６８】
図１１は、実施例５に係る光信号送信装置５００の構成を示す図である。同図に示すように、光信号送信装置５００は、生成部１１、光増幅装置５１０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【００６９】
光増幅装置５１０は、分岐部５２３、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５、信号偏波回転部２１６、制御部５１８を有する。このうち、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、信号偏波回転部２１６は、図５に示したパワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、信号偏波回転部２１６と同様の処理部である。また、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２は、図１０に示した分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２と同様の処理部である。
【００７０】
分岐部５２３は、ＳＯＡ２１５よりも後段側の信号偏波回転部２１６から出力された偏波多重信号の二つの偏波多重信号に分岐し、分岐した一方の偏波多重信号を図示しない光伝送路に出力し、他方の偏波多重信号を分岐部４２４へ出力する。そして、分岐部４２４へ出力された偏波多重信号は、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２を介してパワー検出部２１３へ入力される。これにより、パワー検出部２１３は、ＳＯＡ２１５による増幅後の偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出し、検出したパワーを制御部５１８へ出力する。
【００７１】
制御部５１８は、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５及び信号偏波回転部２１６を制御する。具体的には、制御部５１８は、信号偏波制御部２２１と、利得制御部５２２とを有する。このうち、信号偏波制御部２２１は、図５に示した信号偏波制御部２２１と同様の処理部である。
【００７２】
利得制御部５２２は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを用いてＳＯＡ２１５の利得をフィードバック制御する。具体的には、利得制御部５２２は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、これら水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。そして、利得制御部５２２は、算出したパワーの差が所定値以下となるようにＳＯＡ２１５に供給する駆動電流を動的に調整し、調整後の駆動電流をＳＯＡ２１５に供給する。これにより、利得制御部５２２は、温度変動や経時劣化等に起因してＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性が変化した場合であっても、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差を精度良く減少させることができる。
【００７３】
ここで、図１１に示した分岐部５２３、分岐部４２４、第１の偏光子４２５、第２の偏光子４２６、ＰＤ４１１、ＰＤ４１２、パワー検出部２１３は、図１に示した検出部１１１の一例である。また、図１１に示した信号偏波回転部２１４、信号偏波回転部２１６、制御部５１８は、図１に示した調整部１１３の一例である。なお、図１１に示した制御部５１８は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。
【００７４】
次に、図１１に示した光信号送信装置５００が備えた光増幅装置５１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図１２は、実施例５における光増幅装置５１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置５１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２１）、入力されない間（ステップＳ２１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ２１肯定）、パワー検出部２１３は、ＳＯＡ２１５による増幅後の偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ２２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを制御部５１８に出力する。
【００７５】
続いて、制御部５１８の信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ２３肯定）、信号偏波制御部２２１は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ２３否定）、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号のパワーと垂直偏波信号のパワーとの大小関係を比較する（ステップＳ２４）。
【００７６】
水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも大きい場合に（ステップＳ２４肯定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をいずれも０°に設定する（ステップＳ２５）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における水平偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である垂直偏波信号が大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００７７】
一方、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも小さい場合（ステップＳ２４否定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をそれぞれ９０°、−９０°に設定する（ステップＳ２６）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である水平偏波信号が大パワー信号である垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００７８】
続いて、制御部５１８の利得制御部５２２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出し、パワーの差が所定値以下となるようにＳＯＡ２１５に供給する駆動電流を動的に調整し、調整後の駆動電流をＳＯＡ２１５に供給する（ステップＳ２７）。
【００７９】
上述したように、実施例５に係る光信号送信装置５００は、ＳＯＡ２１５による増幅後の偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーを検出し、検出したパワーを用いてＳＯＡ２１５の利得をフィードバック制御する。このため、光信号送信装置５００は、温度変動や経時劣化等に起因してＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性が変化した場合であっても、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差を精度良く減少させることができる。
【実施例６】
【００８０】
上記実施例２では、ＳＯＡ２１５に駆動電流を供給することによりＳＯＡ２１５の偏波依存利得を制御する例を示した。しかし、ＳＯＡ２１５の利得が変化すると、光信号送信装置から光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれることがある。そこで、実施例６では、光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれた場合であっても、該偏波多重信号のパワーを自動的に目的値まで戻す例について説明する。
【００８１】
まず、実施例６に係る光信号送信装置の構成を説明する。図１３は、実施例６に係る光信号送信装置６００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例６に係る光信号送信装置６００は、生成部１１、光増幅装置６１０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【００８２】
光増幅装置６１０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８、ＰＤ６１１、光源制御部６１２を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５は、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５と同様の処理部である。また、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８は、図５に示した信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８と同様の処理部である。
【００８３】
ＰＤ６１１は、ＳＯＡ２１５よりも後段側の信号偏波回転部２１６から光伝送路へ出力される偏波多重信号を電気信号に変換して光源制御部６１２へ出力する。言い換えると、ＰＤ６１１は、ＳＯＡ２１５による増幅後の水平偏波信号及び垂直偏波信号を含んだ偏波多重信号（以下「増幅信号」という）を電気信号に変換して光源制御部６１２へ出力する。
【００８４】
光源制御部６１２は、ＰＤ６１１から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出し、検出した増幅信号のパワーが目的値と一致するように、生成部１１の光源部１３から出力される連続光のパワーを制御する。増幅信号のパワーとしては、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの合計値または平均値が採用される。図１３に示した光源制御部６１２は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。
【００８５】
次に、図１３に示した光信号送信装置６００が備えた光増幅装置６１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図１４は、実施例６における光増幅装置６１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置６１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ３１）、入力されない間（ステップＳ３１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ３１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ３２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを制御部２１８に出力する。
【００８６】
続いて、制御部２１８の信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ３３肯定）、信号偏波制御部２２１は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ３３否定）、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号のパワーと垂直偏波信号のパワーとの大小関係を比較する（ステップＳ３４）。
【００８７】
水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも大きい場合に（ステップＳ３４肯定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をいずれも０°に設定する（ステップＳ３５）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における水平偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である垂直偏波信号が大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００８８】
一方、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも小さい場合（ステップＳ３４否定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をそれぞれ９０°、−９０°に設定する（ステップＳ３６）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である水平偏波信号が大パワー信号である垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【００８９】
続いて、制御部２１８の利得制御部２２２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差に対応する駆動電流を駆動電流記憶部２１７から読み出してＳＯＡ２１５に供給する（ステップＳ３７）。
【００９０】
続いて、光源制御部６１２は、ＰＤ６１１から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出する（ステップＳ３８）。例えば、光源制御部６１２は、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの合計値または平均値を増幅信号のパワーとして検出する。そして、光源制御部６１２は、増幅信号のパワーが目的値と一致するか否かを判定し（ステップＳ３９）、一致する場合には（ステップＳ３９肯定）、そのまま処理を終了する。一方、増幅信号のパワーが目的値と一致しない場合には（ステップＳ３９否定）、光源制御部６１２は、増幅信号のパワーが目的値と一致するように、生成部１１の光源部１３から出力される連続光のパワーを制御する（ステップＳ４０）。
【００９１】
上述したように、実施例６に係る光信号送信装置６００は、ＳＯＡ２１５による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれた場合に、光源部１３から出力される連続光のパワーを制御して偏波多重信号のパワーを自動的に目的値に戻す。このため、光信号送信装置６００の設計者等が、目的値を設定し直す必要がなくなる。したがって、光信号送信装置６００は、設計者にかかる負担を軽減することができる。
【実施例７】
【００９２】
上記実施例６では、ＳＯＡ２１５による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、光源部１３から出力される連続光のパワーを制御する例を示した。しかし、ＳＯＡ２１５による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、該偏波多重信号を減衰するようにしてもよい。そこで、実施例７では、ＳＯＡ２１５による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、該偏波多重信号を減衰する例について説明する。
【００９３】
まず、実施例７に係る光信号送信装置７００の構成を説明する。図１５は、実施例７に係る光信号送信装置７００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例７に係る光信号送信装置７００は、生成部１１と、光増幅装置７１０とを有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【００９４】
光増幅装置７１０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８、ＡＴＴ（Attenuator）部７１１、ＰＤ７１２、ＡＴＴ制御部７１３を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５は、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、信号偏波回転部２１４、ＳＯＡ２１５と同様の処理部である。また、信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８は、図５に示した信号偏波回転部２１６、駆動電流記憶部２１７、制御部２１８と同様の処理部である。
【００９５】
ＡＴＴ部７１１は、ＳＯＡ２１５よりも後段側の信号偏波回転部２１６から出力される偏波多重信号のパワーを減衰する。言い換えると、ＡＴＴ部７１１は、ＳＯＡ２１５による増幅後の水平偏波信号及び垂直偏波信号を含んだ偏波多重信号（以下「増幅信号」という）のパワーを減衰する。そして、ＡＴＴ部７１１は、減衰した増幅信号を図示しない光伝送路に出力する。ＰＤ７１２は、ＡＴＴ部７１１から光伝送路へ出力される増幅信号を電気信号に変換してＡＴＴ制御部７１３へ出力する。
【００９６】
ＡＴＴ制御部７１３は、ＰＤ７１２から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出し、検出した増幅信号のパワーが目的値と一致するように、ＡＴＴ部７１１の減衰量を制御する。増幅信号のパワーとしては、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの合計値または平均値が採用される。図１５に示したＡＴＴ制御部７１３は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。
【００９７】
次に、図１５に示した光信号送信装置７００が備えた光増幅装置７１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図１６は、実施例７における光増幅装置７１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置７１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ４１）、入力されない間（ステップＳ４１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ４１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ４２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを制御部２１８に出力する。
【００９８】
続いて、制御部２１８の信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ４３肯定）、信号偏波制御部２２１は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ４３否定）、信号偏波制御部２２１は、水平偏波信号のパワーと垂直偏波信号のパワーとの大小関係を比較する（ステップＳ４４）。
【００９９】
水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも大きい場合に（ステップＳ４４肯定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をいずれも０°に設定する（ステップＳ４５）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における水平偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である垂直偏波信号が大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【０１００】
一方、水平偏波信号のパワーが垂直偏波信号のパワーよりも小さい場合（ステップＳ４４否定）、信号偏波制御部２２１は、信号偏波回転部２１４、２１６の偏波の回転量をそれぞれ９０°、−９０°に設定する（ステップＳ４６）。これにより、水平偏波信号の偏波及び垂直偏波信号の偏波がＳＯＡ２１５における垂直偏波及び垂直偏波とそれぞれ一致する。ＳＯＡ２１５では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。したがって、ＳＯＡ２１５において、小パワー信号である水平偏波信号が大パワー信号である垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅される。
【０１０１】
続いて、制御部２１８の利得制御部２２２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差を算出し、算出したパワーの差に対応する駆動電流を駆動電流記憶部２１７から読み出してＳＯＡ２１５に供給する（ステップＳ４７）。
【０１０２】
続いて、ＡＴＴ制御部７１３は、ＰＤ７１２から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出する（ステップＳ４８）。例えば、ＡＴＴ制御部７１３は、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの平均値を増幅信号のパワーとして検出する。そして、ＡＴＴ制御部７１３は、増幅信号のパワーが目的値と一致するか否かを判定し（ステップＳ４９）、一致する場合には（ステップＳ４９肯定）、そのまま処理を終了する。一方、増幅信号のパワーが目的値と一致しない場合には（ステップＳ４９否定）、ＡＴＴ制御部７１３は、増幅信号のパワーが目的値と一致するように、ＡＴＴ部７１１の減衰量を制御する（ステップＳ５０）。
【０１０３】
上述したように、実施例７に係る光信号送信装置７００は、ＳＯＡ２１５による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、該偏波多重信号を減衰する。このため、光信号送信装置７００の設計者等が、目的値を設定し直す必要がなくなる。したがって、光信号送信装置７００は、設計者にかかる負担を軽減することができる。
【実施例８】
【０１０４】
上記実施例２では、１つのＳＯＡ２１５を用いて偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する例を示した。しかし、二つのＳＯＡを用いて偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少してもよい。そこで、実施例８では、二つのＳＯＡを用いて偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する例について説明する。
【０１０５】
まず、実施例８に係る光信号送信装置の構成を説明する。図１７は、実施例８に係る光信号送信装置８００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例８に係る光信号送信装置８００は、生成部１１と、光増幅装置８１０とを有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【０１０６】
光増幅装置８１０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、前段ＳＯＡ８１１、９０°偏波回転部８１２、後段ＳＯＡ８１３、−９０°偏波回転部８１４、ＰＤ８１５、駆動電流記憶部８１７、利得制御部８１８を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３は、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３と同様の処理部である。
【０１０７】
前段ＳＯＡ８１１は、図５に示したＳＯＡ２１５と同様の偏波依存利得特性を有する半導体光増幅器である。すなわち、前段ＳＯＡ８１１では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。前段ＳＯＡ８１１は、生成部１１から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち垂直偏波信号を水平偏波信号よりも大きい利得で増幅し、増幅した偏波多重信号を９０°偏波回転部８１２へ出力する。また、前段ＳＯＡ８１１は、後述する利得制御部８１８から供給される第１の駆動電流に応じて自己の利得を変化させる。
【０１０８】
９０°偏波回転部８１２は、前段ＳＯＡ８１１から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の偏波を９０°回転して逆転する。これにより、水平偏波信号の偏波が垂直偏波となり、垂直偏波信号の偏波が水平偏波となる。以下では、９０°偏波回転部８１２による偏波の逆転により垂直偏波となった水平偏波信号を垂直水平偏波信号と呼び、９０°偏波回転部８１２による偏波の逆転により水平偏波となった垂直偏波信号を水平垂直偏波信号と呼ぶ。そして、９０°偏波回転部８１２は、垂直水平偏波信号及び水平垂直偏波信号を含んだ偏波多重信号を後段ＳＯＡ８１３へ出力する。
【０１０９】
後段ＳＯＡ８１３は、図５に示したＳＯＡ２１５と同様の偏波依存利得特性を有する半導体光増幅器である。すなわち、後段ＳＯＡ８１３では、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい。後段ＳＯＡ８１３は、９０°偏波回転部８１２から入力される偏波多重信号に含まれる垂直水平偏波信号及び水平垂直偏波信号のうち垂直水平偏波信号を水平垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅し、増幅した偏波多重信号を−９０°偏波回転部８１４へ出力する。また、後段ＳＯＡ８１３は、後述する利得制御部８１８から供給される第２の駆動電流に応じて自己の利得を変化させる。
【０１１０】
−９０°偏波回転部８１４は、後段ＳＯＡ８１３から入力される偏波多重信号に含まれる垂直水平偏波信号及び水平垂直偏波信号の偏波を−９０°回転して逆転する。これにより、垂直水平偏波信号は、水平偏波信号に戻り、水平垂直偏波信号は、垂直偏波信号に戻る。そして、−９０°偏波回転部８１４は、水平偏波信号及び垂直偏波信号を含んだ偏波多重信号を図示しない光伝送路へ出力する。ＰＤ８１５は、−９０°偏波回転部８１４から光伝送路へ出力される偏波多重信号を電気信号に変換して利得制御部８１８へ出力する。
【０１１１】
駆動電流記憶部８１７は、利得制御部８１８から前段ＳＯＡ８１１及び後段ＳＯＡ８１３に供給される駆動電流を記憶する。図１８は、駆動電流記憶部８１７の一例を示す図である。同図に示すように、駆動電流記憶部８１７は、「偏波信号間パワー差」、「出力パワーずれ」、「前段ＳＯＡ駆動電流」、「後段ＳＯＡ駆動電流」といった項目を対応付けて記憶する。「偏波信号間パワー差」は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差を示し、符号が負の場合には水平偏波信号が小パワー信号に該当することを意味し、符号が正の場合には垂直偏波信号が小パワー信号に該当することを意味する。「出力パワーずれ」は、光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーと目的値との差を示す。「前段ＳＯＡ駆動電流」は、前段ＳＯＡ８１１の駆動電流（以下「第１の駆動電流」ともいう）を示す。「後段ＳＯＡ駆動電流」は、後段ＳＯＡ８１３の駆動電流（以下「第２の駆動電流」ともいう）を示す。
【０１１２】
なお、駆動電流記憶部８１７における「前段ＳＯＡ駆動電流」及び「後段ＳＯＡ駆動電流」は、図６に示したＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性を用いて設計者等により設定される。例えば、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差が約２ｄＢであり、水平偏波信号が小パワー信号である場合を考える。なお、説明を簡単にするため、「出力パワーずれ」が０であるものとする。この場合、設計者等は、図６に示したＳＯＡ２１５の偏波依存利得特性を用いて、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得が２．５ｄＢとなる駆動電流である「４０ｍＡ」を「偏波信号間パワー差」「−２．０ｄＢ」に対応する「後段ＳＯＡ駆動電流」に設定する。また、設計者等は、ＳＯＡ２１５の偏波依存利得が０．５ｄＢとなる駆動電流である「２０ｍＡ」を「偏波信号間パワー差」「−２．０ｄＢ」に対応する「前段ＳＯＡ駆動電流」に設定する。このように、設計者等は、水平偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、「前段ＳＯＡ駆動電流」よりも「後段ＳＯＡ駆動電流」の方を大きい値に設定する。これにより、後段ＳＯＡ８１３は、９０°偏波回転部８１２から入力される偏波多重信号に含まれる垂直水平偏波信号及び水平垂直偏波信号のうち垂直水平偏波信号を水平垂直偏波信号よりも大きい利得で増幅することができる。
【０１１３】
図１７の説明に戻り、利得制御部８１８は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーと、ＰＤ８１５から入力される電気信号とに基づいて、前段ＳＯＡ８１１の利得と後段ＳＯＡ８１３の利得とを制御する。具体的には、利得制御部８１８は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、これら水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。また、利得制御部８１８は、ＰＤ８１５から入力される電気信号を用いて偏波多重信号のパワーを検出する。偏波多重信号のパワーとしては、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの合計値または平均値が採用される。そして、利得制御部８１８は、検出した偏波多重信号のパワーと目的値との差である出力パワーずれを算出する。
【０１１４】
そして、利得制御部８１８は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差及び出力パワーずれに対応する第１及び第２の駆動電流を駆動電流記憶部８１７から読み出す。そして、利得制御部８１８は、読み出した第１及び第２の駆動電流を前段ＳＯＡ８１１及び後段ＳＯＡ８１３にそれぞれ供給する。
【０１１５】
次に、図１７に示した光信号送信装置８００が備えた光増幅装置８１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図１９は、実施例８における光増幅装置８１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置８１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ５１）、入力されない間（ステップＳ５１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ５１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ５２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを利得制御部８１８へ出力する。
【０１１６】
続いて、利得制御部８１８は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．５ｄＢよりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ５３肯定）、利得制御部８１８は、そのまま処理を終了する。
【０１１７】
一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ５３否定）、利得制御部８１８は、ＰＤ８１８から入力される電気信号を用いて偏波多重信号のパワーを検出する（ステップＳ５４）。偏波多重信号のパワーとしては、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの合計値または平均値が採用される。そして、利得制御部８１８は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。また、利得制御部８１８は、偏波多重信号のパワーと目的値との差である出力パワーずれを算出する。
【０１１８】
そして、利得制御部８１８は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差と出力パワーずれに対応する第１及び第２の駆動電流を駆動電流記憶部８１７から読み出して前段ＳＯＡ８１１及び後段ＳＯＡ８１３にそれぞれ供給する（ステップＳ５５）。
【０１１９】
上述したように、実施例８に係る光信号送信装置８００は、前段ＳＯＡ８１１及び後段ＳＯＡ８１３を用いて偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する。このため、光信号送信装置８００は、１つのＳＯＡを用いて偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する例と比較して、偏波回転部を回転する処理を省略することができ、装置全体の処理を高速化することができる。
【実施例９】
【０１２０】
上記実施例２〜８では、ＳＯＡを利用して偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する例を示した。しかし、希土類添加ファイバ光増幅器を利用して偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少するようにしてもよい。そこで、実施例９では、希土類添加ファイバ光増幅器を利用して偏波多重信号に含まれる二つの光信号間のパワー差を減少する例について説明する。
【０１２１】
まず、実施例９に係る光信号送信装置の構成を説明する。図２０は、実施例９に係る光信号送信装置９００の構成を示す図である。同図に示すように、実施例９に係る光信号送信装置９００は、生成部１１、光増幅装置９１０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【０１２２】
光増幅装置９１０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ（Erbium Doped Fiber）９１４、励起光源部９１５、合成部９１６、励起光偏波回転部９１７、偏波回転量記憶部９１８、励起光偏波制御部９１９を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３は、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３と同様の処理部である。
【０１２３】
ＥＤＦ９１４は、希土類であるエルビウムイオンが増幅媒体である光ファイバに添加された希土類添加ファイバである。ＥＤＦ９１４は、生成部１１から入力される偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号を増幅して図示しない光伝送路へ出力する。励起光源部９１５は、ＥＤＦ９１４に向けて励起光を出力する。合成部９１６は、生成部１１から入力される偏波多重信号と、励起光源部９１５から入力される励起光とを合成してＥＤＦ９１４へ出力する。
【０１２４】
これらＥＤＦ９１４、励起光源部９１５及び合成部９１６は、ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）と呼ばれる希土類添加ファイバ光増幅器である。ＥＤＦＡでは、ＥＤＦ９１４内のエルビウムイオンが合成部９１６から入力される励起光により励起され、励起されたエルビウムイオンに対して合成部９１６から偏波多重信号が入力されることで誘導放出が起こる。その結果、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号が増幅される。そして、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号が増幅される際、ＥＤＦ９１４では、偏波ホールバーニング現象が発生する。偏波ホールバーニング現象とは、ＥＤＦ９１４において、励起光の偏波と平行な偏波の光信号に対応する利得が励起光の偏波と平行でない偏波の光信号に対応する利得よりも大きくなる現象である。
【０１２５】
図２１は、ＥＤＦ９１４で発生する偏波ホールバーニング現象について説明するための図である。同図に示すように、ＥＤＦ９１４では、励起光源部９１５から出力される励起光の偏波Ｐ１と平行な偏波Ｓ１の光信号に対応する利得が励起光の偏波と平行でない偏波Ｓ２〜Ｓ４の光信号に対応する利得よりも大きくなる。そこで、本実施例に係る光信号送信装置９００は、上述の偏波ホールバーニング現象に着目し、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波を回転することでＥＤＦ９１４に偏波依存利得特性を発生させる。
【０１２６】
図２２は、ＥＤＦ９１４で発生する偏波依存利得特性の一例を説明するための図である。図２２の横軸は、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波の回転量（ｄｅｇｒｅｅ）を示し、図２２の縦軸は、垂直偏波に対応する利得から水平偏波に対応する利得を差し引いた値である偏波依存利得（ｄＢ）を示している。なお、励起光の偏波の回転量が０°である場合に、励起光の偏波が垂直偏波となり、励起光の偏波の回転量が９０°である場合に、励起光の偏波が水平偏波となるものとする。同図に示すように、ＥＤＦ９１４では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波の回転量が０°に近づくほど、垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きくなり、偏波依存利得が大きくなる。そして、ＥＤＦ９１４では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波の回転量が０°である場合に、当該励起光の偏波が垂直偏波となり、偏波依存利得が最大となる。
【０１２７】
一方、ＥＤＦ９１４では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波の回転量が９０°に近づくほど、水平偏波に対応する利得が垂直偏波に対応する利得よりも大きくなり、偏波依存利得が小さくなる。そして、ＥＤＦ９１４では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力される励起光の偏波の回転量が９０°である場合に、当該励起光の偏波が水平偏波となり、偏波依存利得が最小となる。
【０１２８】
以下では、図２０の説明に戻って、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波を回転することでＥＤＦ９１４に偏波依存利得特性を発生させる光増幅装置９１０の構成について説明する。
【０１２９】
励起光偏波回転部９１７は、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波を回転する。具体的には、励起光偏波回転部９１７は、後述する励起光偏波制御部９１９による制御に従って、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波を０°から９０°までの範囲で回転する。そして、励起光偏波回転部９１７は、偏波を回転した励起光を合成部９１６へ出力する。
【０１３０】
偏波回転量記憶部９１８は、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波の回転量を記憶する。図２３は、偏波回転量記憶部９１８の一例を示す図である。同図に示すように、偏波回転量記憶部９１８は、「偏波信号間パワー差」、「偏波回転量」といった項目を対応付けて記憶する。「偏波信号間パワー差」は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差を示し、符号が負の場合には垂直偏波信号が小パワー信号に該当することを意味し、符号が正の場合には水平偏波信号が小パワー信号に該当することを意味する。「偏波回転量」は、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波の回転量を示す。
【０１３１】
なお、偏波回転量記憶部９１８における「偏波回転量」は、図２２に示したＥＤＦ９１４の偏波依存利得特性を用いて設計者等により設定される。例えば、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差が約０．３ｄＢであり、垂直偏波信号が小パワー信号である場合を考える。この場合、設計者等は、図２２に示したＥＤＦ９１４の偏波依存利得特性を用いて、ＥＤＦ９１４の偏波依存利得が約０．３ｄＢとなる偏波の回転量である「１１°」を「偏波信号間パワー差」「−０．３ｄＢ」に対応する「偏波回転量」に設定する。これにより、励起光偏波回転部９１７は、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波が大パワー信号である水平偏波信号の偏波よりも小パワー信号である垂直偏波信号の偏波に近づくように、当該励起光の偏波を回転することができる。言い換えると、励起光偏波回転部９１７は、励起光の偏波と小パワー信号である垂直偏波信号の偏波とのなす角が励起光の偏波と大パワー信号である水平偏波信号の偏波とのなす角よりも小さくなるように、当該励起光の偏波を回転することができる。その結果、ＥＤＦ９１４は、偏波多重信号に含まれる垂直偏波信号を水平偏波信号よりも大きい利得で増幅することができる。
【０１３２】
図２０の説明に戻り、励起光偏波制御部９１９は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを基に、励起光偏波回転部９１７を制御する。具体的には、励起光偏波制御部９１９は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。そして、励起光偏波制御部９１９は、算出したパワー差に対応する偏波回転量を偏波回転量記憶部９１８から読み出し、読み出した偏波回転量を励起光偏波回転部９１７に設定する。このとき、励起光偏波制御部９１９は、パワー差が大きくなるほど励起光の偏波と小パワー信号の偏波とのなす角が小さくなるように、励起光偏波回転部９１７を制御する。
【０１３３】
例えば、パワー差が−０．３ｄＢであり、垂直偏波信号が小パワー信号である場合には、励起光偏波制御部９１９は、偏波回転量記憶部９１８から偏波回転量「１１°」を読み出して励起光偏波回転部９１７に設定する。そして、励起光偏波回転部９１７は、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波を１１°まで回転する。これにより、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波が大パワー信号である水平偏波信号よりも小パワー信号である垂直偏波信号の偏波に近づく。言い換えると、励起光の偏波と小パワー信号である垂直偏波信号の偏波とのなす角が励起光の偏波と大パワー信号である水平偏波信号の偏波とのなす角よりも小さくなる。したがって、ＥＤＦ９１４は、小パワー信号である垂直偏波信号を大パワー信号である水平偏波信号よりも大きい利得で増幅する。その結果、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が減少する。
【０１３４】
また、例えば、パワー差が−０．４ｄＢであり、垂直偏波信号が小パワー信号である場合には、励起光偏波制御部９１９は、偏波回転量記憶部９１８から偏波回転量「０°」を読み出して励起光偏波回転部９１７に設定する。そして、励起光偏波回転部９１７は、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波を０°まで回転する。これにより、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波が小パワー信号である垂直偏波信号の偏波と平行となる。したがって、ＥＤＦ９１４は、小パワー信号である垂直偏波信号を利得の最大値で増幅する。その結果、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が減少する。
【０１３５】
ここで、図２０に示したＥＤＦ９１４、励起光源部９１５、合成部９１６は、図１に示した増幅部１１２の一例である。また、図２０に示した励起光偏波回転部９１７、励起光偏波制御部９１９は、図１に示した調整部１１３の一例である。
【０１３６】
なお、図２０に示した励起光偏波制御部９１９は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。また、図２０に示した偏波回転量記憶部９１８は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子である。
【０１３７】
次に、図２０に示した光信号送信装置９００が備えた光増幅装置９１０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図２４は、実施例９における光増幅装置９１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置９１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ６１）、入力されない間（ステップＳ６１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ６１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ６２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを励起光偏波制御部９１９に出力する。
【０１３８】
続いて、励起光偏波制御部９１９は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ６３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．１よりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ６３肯定）、励起光偏波制御部９１９は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ６３否定）、励起光偏波制御部９１９は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差に対応する偏波回転量を偏波回転量記憶部９１８から読み出す。そして、励起光偏波制御部９１９は、読み出した偏波回転量を励起光偏波回転部９１７に設定する（ステップＳ６４）。
【０１３９】
上述したように、実施例９に係る光信号送信装置９００は、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ出力された励起光の偏波を回転することでＥＤＦ９１４に偏波依存利得特性を発生させる。そして、光信号送信装置９００は、励起光源部９１５から出力された励起光の偏波が水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち大パワー信号の偏波よりも小パワー信号の偏波に近づくように、励起光の偏波を回転する。すなわち、光信号送信装置９００は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のうち小パワー信号を大パワー信号よりも大きい利得で増幅する。このため、光信号送信装置９００は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号の間にパワーの差が生じた場合であっても、このパワーの差を減少することができる。その結果、光信号送信装置９００は、偏波多重信号の伝送特性を向上することができる。
【０１４０】
また、実施例９に係る光信号送信装置９００は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワー差が大きくなるほど励起光の偏波と小パワー信号の偏波とが近づくように、励起光の偏波を制御する。このため、光信号送信装置９００は、励起光の偏波と小パワー信号の偏波とを平行にすることができ、小パワー信号をＥＤＦ９１４の利得の最大値で増幅することができる。その結果、光信号送信装置９００は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワー差を迅速に減少することができる。
【実施例１０】
【０１４１】
上記実施例９では、励起光の偏波を回転することでＥＤＦ９１４に偏波依存利得特性を発生させる例を示した。しかし、ＥＤＦ９１４の利得が変化すると、光信号送信装置から光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれることがある。そこで、実施例１０では、光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれた場合であっても、該偏波多重信号のパワーを自動的に目的値まで戻す例について説明する。
【０１４２】
まず、実施例１０に係る光信号送信装置の構成を説明する。図２５は、実施例１０に係る光信号送信装置９２０の構成を示す図である。同図に示すように、実施例１０に係る光信号送信装置９２０は、生成部１１、光増幅装置９３０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【０１４３】
光増幅装置９３０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４、励起光源部９１５、合成部９１６、励起光偏波回転部９１７、偏波回転量記憶部９１８、励起光偏波制御部９１９、ＰＤ９３１、励起光源制御部９３２を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４、励起光源部９１５は、図２０に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４、励起光源部９１５と同様の処理部である。また、合成部９１６、励起光偏波回転部９１７、偏波回転量記憶部９１８、励起光偏波制御部９１９は、図２０に示した合成部９１６、励起光偏波回転部９１７、偏波回転量記憶部９１８、励起光偏波制御部９１９と同様の処理部である。
【０１４４】
ＰＤ９３１は、ＥＤＦ９１４から光伝送路へ出力される偏波多重信号を電気信号に変換して励起光源制御部９３２へ出力する。言い換えると、ＰＤ９３１は、ＥＤＦ９１４による増幅後の水平偏波信号及び垂直偏波信号を含んだ偏波多重信号（以下「増幅信号」という）を電気信号に変換して励起光源制御部９３２へ出力する。
【０１４５】
励起光源制御部９３２は、ＰＤ９３１から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出し、検出した増幅信号のパワーが目的値と一致するように、励起光源部９１５から出力される励起光のパワーを制御する。増幅信号のパワーとしては、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの平均値が採用される。なお、増幅信号のパワーは、平均値に限られるものではなく、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーのうち大きい方の値や小さい方の値でもよい。図２５に示した励起光源制御部９３２は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路である。
【０１４６】
次に、図２５に示した光信号送信装置９２０が備えた光増幅装置９３０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図２６は、実施例１０に係る光増幅装置９３０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置９３０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ７１）、入力されない間（ステップＳ７１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ７１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ７２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを励起光偏波制御部９１９に出力する。
【０１４７】
続いて、励起光偏波制御部９１９は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ７３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．１よりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ７３肯定）、励起光偏波制御部９１９は、そのまま処理を終了する。一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ７３否定）、励起光偏波制御部９１９は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差に対応する偏波回転量を偏波回転量記憶部９１８から読み出す。そして、励起光偏波制御部９１９は、読み出した偏波回転量を励起光偏波回転部９１７に設定する（ステップＳ７４）。
【０１４８】
続いて、励起光源制御部９３２は、ＰＤ９３１から入力される電気信号を用いて増幅信号のパワーを検出する（ステップＳ７５）。例えば、励起光源制御部９３２は、増幅信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの平均値を増幅信号のパワーとして検出する。そして、励起光源制御部９３２は、増幅信号のパワーが目的値と一致するか否かを判定し（ステップＳ７６）、一致する場合には（ステップＳ７６肯定）、そのまま処理を終了する。一方、増幅信号のパワーが目的値と一致しない場合には（ステップＳ７６否定）、励起光源制御部９３２は、増幅信号のパワーが目的値と一致するように、励起光源部９１５から出力される励起光のパワーを制御する（ステップＳ７７）。
【０１４９】
上述したように、実施例１０に係る光信号送信装置９２０は、ＥＤＦ９１４による増幅後に光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーが目的値からずれた場合に、励起光源部９１５から出力される励起光のパワーを制御して偏波多重信号のパワーを目的値に戻す。このため、光信号送信装置６００の設計者等が、目的値を設定し直す必要がなくなる。したがって、光信号送信装置６００は、設計者にかかる負担を軽減することができる。
【実施例１１】
【０１５０】
上記実施例９では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ向けて出力される励起光の偏波と偏波多重信号に含まれる小パワー信号の偏波とが近づくように、励起光の偏波を回転する例を示した。しかし、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の偏波とそれぞれ一致する偏波の２つの励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力し、二つの光信号のパワーの差に応じて二つの励起光のパワーを制御するようにしてもよい。そこで、実施例１１では、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の偏波とそれぞれ一致する偏波の２つの励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力し、二つの光信号のパワーの差に応じて２つの励起光のパワーを制御する例について説明する。
【０１５１】
まず、実施例１１に係る光信号送信装置の構成を説明する。図２７は、実施例１１に係る光信号送信装置９４０の構成を示す図である。同図に示すように、光信号送信装置９４０は、生成部１１、光増幅装置９５０を有する。このうち、生成部１１は、図３１に示した生成部１１と同様の処理部である。
【０１５２】
光増幅装置９５０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４、ＰＤ９３１、第１の励起光源部９５１、第２の励起光源部９５２、合成部９５３、合成部９５４、励起光パワー記憶部９５５、励起光源制御部９５６を有する。このうち、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４は、図２０に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、ＥＤＦ９１４と同様の処理部である。また、ＰＤ９３１は、図２５に示したＰＤ９３１と同様の処理部である。
【０１５３】
第１の励起光源部９５１は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のうち水平偏波信号の偏波と一致する水平偏波の励起光である水平偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。具体的には、第１の励起光源部９５１は、後述する励起光源制御部９５６の制御に従って、水平偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。
【０１５４】
第２の励起光源部９５２は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のうち垂直偏波信号の偏波と一致する垂直偏波の励起光である垂直偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。具体的には、第２の励起光源部９５２は、励起光源制御部９５６の制御に従って、垂直偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。
【０１５５】
合成部９５３は、第１の励起光源部９５１から出力される水平偏波励起光と第２の励起光源部９５２から出力される垂直偏波励起光とを互いの偏波を直交させた状態で合成して合成部９５４へ出力する。合成部９５４は、生成部１１から入力される偏波多重信号と、合成部９５３から入力される水平偏波励起光及び垂直偏波励起光とを合成してＥＤＦ９１４へ出力する。
【０１５６】
ここで、本実施例におけるＥＤＦ９１４で発生する偏波依存利得特性について説明する。ＥＤＦ９１４では、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号の偏波と水平偏波励起光の偏波とが一致するため、水平偏波励起光により主として水平偏波信号が増幅される。また、偏波多重信号に含まれる垂直偏波信号の偏波と垂直偏波励起光の偏波とが一致するため、垂直偏波励起光により主として垂直偏波信号が増幅される。
【０１５７】
図２７の説明に戻り、励起光パワー記憶部９５５は、励起光源制御部９５６によって第１の励起光源部９５１及び第２の励起光源部９５２に設定される出力パワーを記憶する。図２８は、励起光パワー記憶部９５５の一例を示す図である。同図に示すように、励起光パワー記憶部９５５は、「偏波信号間パワー差」、「出力パワーずれ」、「第１の励起光源部の出力パワー」、「第２の励起光源部の出力パワー」といった項目を対応付けて記憶する。「信号間パワー差」は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワーの差を示し、符号が負の場合には垂直偏波信号が小パワー信号に該当することを意味し、符号が正の場合には水平偏波信号が小パワー信号に該当することを意味する。「出力パワーずれ」は、光伝送路へ出力される偏波多重信号のパワーと目的値との差を示す。「第１の励起光源部の出力パワー」は、第１の励起光源部９５１から出力される水平偏波励起光のパワー（以下「第１の出力パワー」ともいう）を示す。「第２の励起光源部の出力パワー」は、第２の励起光源部９５２から出力される垂直偏波励起光のパワー（以下「第２の出力パワー」ともいう）を示す。
【０１５８】
なお、励起光パワー記憶部９５５における「第１の励起光源部の出力パワー」及び「第２の励起光源部の出力パワー」の大小関係は、設計者等によって、水平偏波信号と垂直偏波信号とのパワー差に応じて設定される。具体的には、設計者等は、垂直偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、「第１の励起光源部の出力パワー」よりも「第２の励起光源部の出力パワー」の方を大きい値に設定する。これにより、第２の励起光源部９５２は、第１の励起光源部９５１の水平偏波励起光よりも大きいパワーの垂直偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力することができ、ＥＤＦ９１４では、該垂直偏波励起光により主として垂直偏波信号が増幅される。一方、設計者等は、水平偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、「第２の励起光源部の出力パワー」よりも「第１の励起光源部の出力パワー」の方を大きい値に設定する。これにより、第１の励起光源部９５１は、第２の励起光源部９５２の垂直偏波励起光よりも大きいパワーの水平偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力することができ、ＥＤＦ９１４では、該水平偏波励起光により主として水平偏波信号が増幅される。
【０１５９】
励起光源制御部９５６は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーと、ＰＤ９３１から入力される電気信号とに基づいて、第１の励起光源部９５１と第２の励起光源部９５２とを制御する。具体的には、励起光源制御部９５６は、パワー検出部２１３から水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを受け取ると、これら水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差を算出する。また、励起光源制御部９５６は、ＰＤ９３１から入力される電気信号を用いて偏波多重信号のパワーを検出する。偏波多重信号のパワーとしては、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの平均値が採用される。なお、偏波多重信号のパワーは、平均値に限られるものではなく、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーのうち大きい方の値や小さい方の値でもよい。そして、励起光源制御部９５６は、検出した偏波多重信号のパワーと目的値との差である出力パワーずれを算出する。
【０１６０】
そして、励起光源制御部９５６は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差及び出力パワーずれに対応する第１及び第２の出力パワーを励起光パワー記憶部９５５から読み出す。そして、励起光源制御部９５６は、読み出した第１及び第２の出力パワーを第１の励起光源部９５１及び第２の励起光源部９５２にそれぞれ設定する。これにより、例えば、垂直偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、第２の励起光源部９５２は、第１の励起光源部９５１の水平偏波励起光よりも大きいパワーの垂直偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。その結果、ＥＤＦ９１４では、垂直偏波励起光により主として垂直偏波信号が増幅される。また、例えば、水平偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、第１の励起光源部９５１は、第２の励起光源部９５２の垂直偏波励起光よりも大きいパワーの水平偏波励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力する。その結果、ＥＤＦ９１４では、水平偏波励起光により主として水平偏波信号が増幅される。
【０１６１】
次に、図２７に示した光信号送信装置９４０が備えた光増幅装置９５０が偏波多重信号を増幅し光伝送路に出力する処理の一例について説明する。図２９は、実施例１１における光増幅装置の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、光増幅装置８１０は、生成部１１から偏波多重信号が入力されたか否かを判定し（ステップＳ８１）、入力されない間（ステップＳ８１否定）、待機する。一方、生成部１１から偏波多重信号が入力されると（ステップＳ８１肯定）、パワー検出部２１３は、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを検出する（ステップＳ８２）。そして、パワー検出部２１３は、検出した水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを励起光源制御部９５６へ出力する。
【０１６２】
続いて、励起光源制御部９５６は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ８３）。ここでの所定値は、０に限りなく近い値であり、例えば、０．１よりも小さい値である。水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値以下であると（ステップＳ８３肯定）、励起光源制御部９５６は、そのまま処理を終了する。
【０１６３】
一方、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差が所定値を超えると（ステップＳ８３否定）、励起光源制御部９５６は、ＰＤ９３１から入力される電気信号を用いて偏波多重信号のパワーを検出する（ステップＳ８４）。偏波多重信号のパワーとしては、偏波多重信号に含まれる水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの平均値が採用される。そして、励起光源制御部９５６は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーの差を算出する。また、励起光源制御部９５６は、偏波多重信号のパワーと目的値との差である出力パワーずれを算出する。
【０１６４】
そして、励起光源制御部９５６は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差と出力パワーずれに対応する第１及び第２の出力パワーを励起光パワー記憶部９５５から読み出す。そして、励起光源制御部９５６は、読み出した第１及び第２の出力パワーを第１の励起光源部９５１及び第２の励起光源部９５２にそれぞれ供給する（ステップＳ８５）。
【０１６５】
上述したように、実施例１１に係る光信号送信装置９４０は、偏波多重信号に含まれる二つの光信号の偏波とそれぞれ一致する偏波の二つの励起光をＥＤＦ９１４に向けて出力し、二つの光信号のパワーの差に応じて２つの励起光のパワーを制御する。このため、光信号送信装置９４０は、励起光の偏波を回転する処理を行うことなく二つの光信号間のパワー差を減少することができ、処理負担が軽減する。
【実施例１２】
【０１６６】
ところで、上記実施例２〜１１において説明した光信号送信装置は、上述した実施例２〜１１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。そこで、実施例１２では、上記光信号送信装置に含まれる他の実施例を説明する。
【０１６７】
まず、上記実施例２〜８に示した光信号送信装置にかかるその他の構成例について説明する。図３０は、実施例２〜８に示した光信号送信装置のその他の構成例を示す図である。同図に示すように、この光信号送信装置９６０は、光源部９６１、４５°偏波回転部９６２、ＳＯＡ２１５、光偏波回転部９６３、分岐部１４、第１の変調部１５、第２の変調部１６、合成部１７を有する。また、光信号送信装置９６０は、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３、制御部９６４を有する。このうち、ＳＯＡ２１５、第１の変調部１５、第２の変調部１６、合成部１７は、図５に示したＳＯＡ２１５、分岐部１４、第１の変調部１５、第２の変調部１６、合成部１７と同様の処理部である。また、ＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３は、図５に示したＰＤ２１１、ＰＤ２１２、パワー検出部２１３と同様の処理部である。
【０１６８】
光源部９６１は、水平偏波又は垂直偏波の連続光を出力する。４５°偏波回転部９６２は、光源部９６１から出力された連続光の偏波を４５°回転してＳＯＡ２１５へ出力する。ＳＯＡ２１５は、偏波が４５°回転された連続光のパワーを偏波ごとに増幅する。光偏波回転部９６３は、ＳＯＡ２１５から分岐部１４へ入力される連続光の偏波を必要に応じて回転する。分岐部１４は、入力された連続光を水平偏波と垂直偏波とに分離する。
【０１６９】
制御部９６４は、利得制御部９７１、光偏波制御部９７２を有する。利得制御部９７１は、パワー検出部２１３から入力される水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワーを用いて、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差が減少するように、ＳＯＡ２１５の利得をフィードバック制御する。
【０１７０】
光偏波制御部９７２は、水平偏波信号及び垂直偏波信号のパワー差が減少するように、光偏波回転部９６３を制御する。具体的には、光偏波制御部９７２は、垂直偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、光偏波回転部９６３の偏波の回転量を０°に設定する。一方、光偏波制御部９７２は、水平偏波信号が小パワー信号に該当する場合には、光偏波回転部９６３の偏波の回転量を９０°に設定する。
【０１７１】
このように、光信号送信装置９６０は、光源部９６１から出力された連続光のパワーをＳＯＡ２１５により偏波ごとに増幅することで、偏波多重信号に含まれる二つの光信号のパワーの差を減少することができる。
【０１７２】
なお、上記実施例２〜８では、偏波依存利得特性として垂直偏波に対応する利得が水平偏波に対応する利得よりも大きい性質を有するＳＯＡを用いて説明を行ったが、偏波依存利得特性はこれに限られるものではない。偏波依存利得特性として水平偏波に対応する利得が垂直偏波に対応する利得よりも大きい性質を有するＳＯＡを用いてもよい。
【０１７３】
また、上記実施例９、１０では、励起光源部９１５からＥＤＦ９１４へ向けて出力される励起光の偏波と偏波多重信号に含まれる小パワー信号の偏波とが近づくように、励起光の偏波を回転する手法を説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限られるものではない。例えば、励起光の偏波と偏波多重信号に含まれる小パワー信号の偏波とが近づくように、小パワー信号の偏波を回転してもよく、また、励起光の偏波及び小パワー信号の偏波の両方を回転してもよい。
【０１７４】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７５】
（付記１）偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを検出する検出部と、
前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光信号送信装置。
【０１７６】
（付記２）前記増幅部は、第１の偏波に対応する利得が第２の偏波に対応する利得よりも大きい半導体光増幅器であり、
前記調整部は、前記二つの光信号の偏波を回転する信号偏波回転部と、前記二つの光信号のうちパワーが小さい方の光信号の偏波が前記半導体光増幅器における前記第１の偏波と一致し、かつ、前記二つの光信号のうちパワーが大きい方の光信号の偏波が前記半導体光増幅器における前記第２の偏波と一致するように、前記信号偏波回転部を制御する信号偏波制御部とを備えたことを特徴とする付記１に記載の光信号送信装置。
【０１７７】
（付記３）前記調整部は、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が大きくなるほど増大する駆動電流を前記半導体増幅器に供給することによって、前記半導体光増幅器における前記第１の偏波に対応する利得と前記第２の偏波に対応する利得との差を制御する利得制御部をさらに備えたことを特徴とする付記２に記載の光信号送信装置。
【０１７８】
（付記４）前記増幅部は、第１の偏波に対応する利得が第２の偏波に対応する利得よりも大きい第１及び第２の半導体光増幅器であり、
前記調整部は、前記第１の半導体光増幅器と前記第２の半導体光増幅器との間に配置され、前記第１の半導体光増幅器から前記第２の半導体光増幅器へ出力される前記二つの光信号の偏波を逆転する９０°偏波回転部と、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差に応じて定まる第１の駆動電流及び第２の駆動電流を前記第１の半導体光増幅器及び前記第２の半導体光増幅器にそれぞれ供給することによって、前記第１の半導体光増幅器の利得及び前記第２の半導体光増幅器の利得を制御する利得制御部とを備えたことを特徴とする付記１に記載の光信号送信装置。
【０１７９】
（付記５）前記増幅部は、前記二つの光信号を増幅する希土類添加ファイバと、前記希土類添加ファイバに向けて励起光を出力する励起光源部とを含む希土類添加ファイバ光増幅器であり、
前記調整部は、前記励起光源部から前記希土類添加ファイバへ出力された励起光の偏波を回転する励起光偏波回転部と、前記励起光の偏波と前記二つの光信号のうちパワーが小さい方の光信号の偏波とのなす角が前記励起光の偏波と前記二つの光信号のうちパワーが大きい方の光信号の偏波とのなす角よりも小さくなるように、前記励起光偏波回転部を制御する励起光偏波制御部とを備えたことを特徴とする付記１に記載の光信号送信装置。
【０１８０】
（付記６）前記励起光偏波制御部は、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が大きくなるほど前記励起光の偏波と前記パワーが小さい方の光信号の偏波とのなす角が小さくなるように、前記励起光偏波回転部を制御することを特徴とする付記５に記載の光信号送信装置。
【０１８１】
（付記７）前記増幅部による増幅後の前記二つの光信号を含んだ前記偏波多重信号のパワーを検出し、検出した前記偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、前記励起光源部から出力される励起光のパワーを制御する励起光源制御部をさらに備えたことを特徴とする付記５又は６に記載の光信号送信装置。
【０１８２】
（付記８）前記増幅部は、前記二つの光信号を増幅する希土類添加ファイバと、前記二つの光信号のうち一方の光信号の偏波と一致する偏波の励起光である第１の励起光を前記希土類添加ファイバに向けて出力する第１の励起光源部と、前記二つの光信号のうち他方の光信号の偏波と一致する偏波の励起光である第２の励起光を前記希土類添加ファイバに向けて出力する第２の励起光源部とを含む希土類添加ファイバ光増幅器であり、
前記調整部は、前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差に応じて定まる第１の出力パワー及び第２の出力パワーを前記第１の励起光源部及び前記第２の励起光源部にそれぞれ設定することによって、前記第１の励起光源部から出力される第１の励起光のパワーと前記第２の励起光源部から出力される第２の励起光のパワーとを制御する励起光源制御部を備えたことを特徴とする付記１に記載の光信号送信装置。
【０１８３】
（付記９）前記検出部は、前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号の位相共役光を用いて前記二つの光信号のパワーを検出することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光信号送信装置。
【０１８４】
（付記１０）前記生成部は、連続光を出力する光源部を含み、当該光源部から出力される連続光から生成した前記二つの光信号を合成して偏波多重信号を生成し、
前記増幅部による増幅後の前記二つの光信号を含んだ前記偏波多重信号のパワーを検出し、検出した前記偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、前記光源部から出力される連続光のパワーを制御する光源制御部をさらに備えたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光信号送信装置。
【０１８５】
（付記１１）前記増幅部による増幅後の前記二つの光信号を含んだ前記偏波多重信号のパワーを減衰するアッテネータ部と、増幅後の前記二つの光信号を含んだ前記偏波多重信号のパワーを検出し、検出した前記偏波多重信号のパワーが目的値と一致するように、前記アッテネータ部の減衰量を制御するアッテネータ制御部とをさらに備えたことを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の光信号送信装置。
【０１８６】
（付記１２）水平偏波又は垂直偏波の連続光を出力する光源部と、
前記光源部によって出力された連続光の偏波を４５°回転する４５°偏波回転部と、
前記４５°偏波回転部によって偏波を回転された連続光のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部と、
前記増幅部によって偏波ごとに増幅された連続光を偏波が互いに直交する二つの光に分岐し、分岐した二つの光を基に生成された二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを検出する検出部と、
前記増幅部から前記生成部へ入力される連続光の偏波を回転する光偏波回転部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光信号のパワーの差が減少するように、前記光偏波回転部を制御する光偏波回転部と
を備えたことを特徴とする光信号送信装置。
【０１８７】
（付記１３）偏波が互いに直交する二つの光を合成した偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを検出する検出部と、
前記偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光増幅装置。
【０１８８】
（付記１４）偏波が互いに直交する二つの光を合成した偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを検出する検出部と、
前記偏波多重光に含まれる前記二つの光のパワーを偏波ごとに減衰する減衰部と、
前記検出部によって検出された前記二つの光のパワーの差が減少するように、前記減衰部の各偏波に対する損失を調整する調整部と
を備えたことを特徴とする光減衰装置。
【０１８９】
（付記１５）偏波が互いに直交する二つの光信号を合成した偏波多重信号を生成する生成部と、前記生成部によって生成された偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを偏波ごとに増幅する増幅部とを備えた光信号送信装置が行う光信号送信方法であって、
前記光信号送信装置が
前記偏波多重信号に含まれる前記二つの光信号のパワーを検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された前記二つの光信号のパワーの差が減少するように、前記増幅部の各偏波に対する利得を調整する調整ステップと
を含んだことを特徴とする光信号送信方法。
【符号の説明】
【０１９０】
１０、１００、１００´、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、９２０、９４０、９６０        光信号送信装置
１１        生成部
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、９３０、９５０        光増幅装置
１１１、１２１        検出部
１１２        増幅部
１１３、１２３        調整部
１２０        光減衰装置
１２２        減衰部
２１３        パワー検出部
２１４、２１６        信号偏波回転部
２１５        ＳＯＡ
２１７、８１７        駆動電流記憶部
２１８、５１８、９６４        制御部
２２１        信号偏波制御部
２２２、５２２、８１８、９７１        利得制御部
４２３、４２４、５２３        分岐部
４２５        第１の偏光子
４２６        第２の偏光子
６１２        光源制御部
７１１        ＡＴＴ部
７１３        ＡＴＴ制御部
８１１        前段ＳＯＡ
８１２        ９０°偏波回転部
８１３        後段ＳＯＡ
８１４        −９０°偏波回転部
９１４        ＥＤＦ
９１５        励起光源部
９１６        合成部
９１７        励起光偏波回転部
９１８        偏波回転量記憶部
９１９        励起光偏波制御部
９３２        励起光源制御部
９５１        第１の励起光源部
９５２        第２の励起光源部
９５３        合成部
９５４        合成部
９５５        励起光パワー記憶部
９５６        励起光源制御部
９６１        光源部
９６２        ４５°偏波回転部
９６３        光偏波回転部
９７２        光偏波制御部
【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】
2011188213.tif 000008
【図７】
2011188213.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011188213.tif 000013
【図１２】
2011188213.tif 000014
【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】
2011188213.tif 000019
【図１８】
2011188213.tif 000020
【図１９】
2011188213.tif 000021
【図２０】
2011188213.tif 000022
【図２１】
2011188213.tif 000023
【図２２】
2011188213.tif 000024
【図２３】
2011188213.tif 000025
【図２４】
2011188213.tif 000026
【図２５】
2011188213.tif 000027
【図２６】
2011188213.tif 000028
【図２７】
2011188213.tif 000029
【図２８】
2011188213.tif 000030
【図２９】
2011188213.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月8日(2011.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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