(57)【要約】【課題】帯域を増設した場合でも安定した伝送性能を確保できるラマン光増幅器等を提供する。【解決手段】ラマン光増幅器は、第１の光モニタ部と、第１及び第２の演算部と、第１の比較演算部と、励起光制御部とを有する。第１の光モニタ部は、増幅媒体を伝搬する第１の波長帯域の第１の信号光及びＡＳＳ光を含む第１の光パワーを測定する。第１の演算部は、第１のモデル式に基づき、生成した第１の励起光パワーの第１のＡＳＳ光パワーを算出する。第２の演算部は、第２のモデル式に基づき、生成した第２の励起光パワーの第２のＡＳＳ光パワーを算出する。第１の比較演算部は、測定された第１の光パワーから第１及び第２のＡＳＳ光パワーを差し引いて第１の信号光パワーを算出し、第１の信号光パワーと第１の目標信号光パワーとの差を算出する。励起光制御部は、算出した差に基づいて、第１の励起光又は第２の励起光のパワーを調整する。【選択図】図１
2019211590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅媒体で発生するラマン効果によって信号光を増幅するラマン光増幅器であって、
前記信号光の内、第１の波長帯域の信号光を増幅するための第１の励起光を生成する第１の生成部と、
前記信号光の内、第２の波長帯域の信号光を増幅するための第２の励起光を生成する第２の生成部と、
前記増幅媒体を伝搬する前記第１の波長帯域の第１の信号光及びＡＳＳ(Amplified  Spontaneous  Raman  Scattering  Emission)光を含む第１の光パワーを測定する第１の光モニタ部と、
前記第１の励起光のパワーと、前記第１の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第１のモデル式を決定する第１の決定部と、
前記第２の励起光のパワーと、前記第２の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第２のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第２のモデル式を決定する第２の決定部と、
前記第１の決定部で決定された前記第１のモデル式に基づき、前記第１の励起光のパワーに対応した前記第１のＡＳＳ光のパワーを算出する第１の演算部と、
前記第２の決定部で決定された前記第２のモデル式に基づき、前記第２の励起光のパワーに対応した前記第２のＡＳＳの光パワーを算出する第２の演算部と、
前記第１の光モニタ部で測定された前記第１の光パワーから、算出した前記第１のＡＳＳ光のパワー及び前記第２のＡＳＳ光のパワーを差し引いて前記第１の信号光のパワーを算出すると共に、算出した前記第１の信号光のパワーと第１の目標信号光のパワーとの差を算出する第１の比較演算部と、
前記第１の信号光のパワーと前記第１の目標信号光のパワーとの差に基づいて、前記増幅媒体に供給する前記第１の励起光又は前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第１の生成部又は前記第２の生成部を制御する励起光制御部と
を有することを特徴とするラマン光増幅器。
【請求項２】
前記第１の励起光毎の波長と前記第１の波長帯域内の両端波長との差分である第１の波長差と、前記第２の励起光毎の波長と前記第１の波長帯域内の両端波長との差分である第２の波長差とを算出する第１の波長差算出部と、
前記第１の波長差及び前記第２の波長差毎に前記増幅媒体にて生じるＡＳＳ光のパワーの波長特性を格納する記憶部と
を有し、
前記第１の決定部は、
前記第１の波長差算出部で算出された前記第１の波長差と、前記第１の波長差に対応する前記記憶部に格納された前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性とに基づいて、前記第１のＡＳＳ光のパワーを算出する際に使用する前記第１のモデル式を決定すると共に、
前記第２の決定部は、
前記第１の波長差算出部で算出された前記第２の波長差と、前記第２の波長差に対応する前記記憶部に格納された前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性とに基づいて、前記第２のＡＳＳ光のパワーを算出する際に使用する前記第２のモデル式を決定することを特徴とする請求項１に記載のラマン光増幅器。
【請求項３】
前記増幅媒体を伝搬する前記第２の波長帯域の第２の信号光及びＡＳＳ光を含む第２の光パワーを測定する第２の光モニタ部と、
前記第２の励起光のパワーと、前記第２の励起光で前記第２の波長帯域に発生する第３のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第３のモデル式を決定する第３の決定部と、
前記第３の決定部で決定された前記第３のモデル式に基づき、前記第２の励起光のパワーに対応した前記第３のＡＳＳ光のパワーを算出する第３の演算部と、
前記第２の光モニタ部で測定された前記第２の光パワーから、前記第３の演算部で算出した前記第３のＡＳＳ光のパワーを差し引いて前記第２の信号光のパワーを算出すると共に、算出した前記第２の信号光のパワーと第２の目標信号光のパワーとの差を算出する第２の比較演算部と
を有し、
前記励起光制御部は、
前記第２の信号光のパワーと前記第２の目標信号光のパワーとの差に基づいて、前記増幅媒体に供給する前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第２の生成部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のラマン光増幅器。
【請求項４】
前記第１の励起光のパワーと、前記第１の励起光で前記第２の波長帯域に発生する第４のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第４のモデル式を決定する第４の決定部と、
前記第４の決定部で決定された前記第４のモデル式に基づき、前記第１の励起光のパワーに対応した前記第４のＡＳＳ光のパワーを算出する第４の演算部と
を有し、
前記第２の比較演算部は、
前記第２の光モニタ部で測定された前記第２の光パワーから、算出した前記第３のＡＳＳ光のパワー及び前記第４のＡＳＳ光のパワーを差し引いて前記第２の信号光のパワーを算出すると共に、算出した前記第２の信号光のパワーと第２の目標信号光のパワーとの差を算出し、
前記励起光制御部は、
前記第２の信号光のパワーと前記第２の目標信号光のパワーとの差に基づき、前記増幅媒体に供給する前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第２の生成部を制御することを特徴とする請求項３に記載のラマン光増幅器。
【請求項５】
前記第１の励起光毎の波長と前記第２の波長帯域内の両端波長との差分である第３の波長差と、前記第２の励起光毎の波長と前記第２の波長帯域内の両端波長との差分である第４の波長差を算出する第２の波長差算出部と、
前記第３の波長差及び前記第４の波長差毎に前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性を格納する記憶部と
を有し、
前記第３の決定部は、
前記第２の波長差算出部で算出された前記第３の波長差と、前記第３の波長差に対応する前記記憶部に格納された前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性とに基づいて、前記第３のＡＳＳ光のパワーを算出する際に使用する前記第３のモデル式を決定すると共に、
前記第４の決定部は、
前記第２の波長差算出部で算出された前記第４の波長差と、前記第４の波長差に対応する前記記憶部に格納された前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性とに基づいて、前記第４のＡＳＳ光のパワーを算出する際に使用する前記第４のモデル式を決定することを特徴とする請求項４に記載のラマン光増幅器。
【請求項６】
前記記憶部は、
前記増幅媒体となる光ファイバの種類に応じて、前記第１の励起光の波長と、前記第２の励起光の波長と、前記ＡＳＳ光のパワーの波長特性とを対応付けて格納することを特徴とする請求項２〜５の何れか一つに記載のラマン光増幅器。
【請求項７】
前記第１の励起光と前記第２の励起光との周波数差を算出する周波数差算出部と、
前記周波数差算出部で算出した周波数差と、前記第１の励起光と前記第２の励起光との間に生じるラマン効果による励起光パワー変化係数と、前記増幅媒体に供給される前記第１の励起光のパワー及び前記第２の励起光のパワーとに基づき、前記第１の励起光と前記第２の励起光との間に生じるラマン効果により第１の励起光のパワー変化率及び第２の励起光のパワー変化率を算出する変化率算出部とを有し、
前記第１の演算部は、
前記第１の励起光のパワー変化率に基づき、前記第１の励起光のパワーに対応する前記第１のＡＳＳ光のパワーを算出すると共に、
前記第２の演算部は、
前記第２の励起光のパワー変化率に基づき、前記第２の励起光のパワーに対応する前記第２のＡＳＳ光のパワーを算出することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載のラマン光増幅器。
【請求項８】
前記増幅媒体となる光ファイバの種類に応じて前記励起光パワー変化係数を格納するメモリを有し、
前記変化率算出部は、
前記増幅媒体となる光ファイバの種類に応じて前記励起光パワー変化係数を前記メモリから読み出すことを特徴とする請求項７に記載のラマン光増幅器。
【請求項９】
前記第１の波長帯域外に生じる第１の帯域外ＡＳＳ光のパワーを測定する第１の帯域外モニタ部を有し、
前記第１の比較演算部は、
前記第１の帯域外モニタ部で測定した前記第１の帯域外ＡＳＳ光のパワーと、前記第１の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第１の目標ＡＳＳ光のパワーとの差を算出し、
前記励起光制御部は、
前記第１の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第１の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づき、前記増幅媒体に供給する前記第１の励起光又は前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第１の生成部又は前記第２の生成部を制御すると共に、
前記第１の決定部は、
前記第１の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第１の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づいて調整した前記第１の励起光のパワーに対応する前記第１のモデル式を決定すると共に、
前記第２の決定部は、
前記第１の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第１の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づいて調整した前記第２の励起光のパワーに対応する前記第２のモデル式を決定することを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載のラマン光増幅器。
【請求項１０】
前記第２の波長帯域外に生じる第２の帯域外ＡＳＳ光のパワーを測定する第２の帯域外モニタ部と、
前記第２の帯域外モニタ部で測定した前記第２の帯域外ＡＳＳ光のパワーと、前記第２の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第２の目標ＡＳＳ光のパワーとの差を算出する第２の比較演算部と、
前記第２の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第２の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づき、前記増幅媒体に供給する前記第１の励起光又は前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第１の生成部又は前記第２の生成部を制御する前記励起光制御部と、
前記第２の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第２の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づいて調整した前記第１の励起光のパワーに対応する第３のモデル式を決定する第３の決定部と、
前記第２の帯域外ＡＳＳ光のパワーと前記第２の目標ＡＳＳ光のパワーとの差に基づいて調整した前記第２の励起光のパワーに対応する第４のモデル式を決定する第４の決定部と
を有することを特徴とする請求項１〜９の何れか一つに記載のラマン光増幅器。
【請求項１１】
前記増幅媒体である光ファイバ種別の特性に応じて、前記第１の励起光のパワーと、前記第２の励起光のパワーと、前記第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光のパワーの波長特性と、前記第２の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光のパワーの波長特性とを管理するモデル式の内、前記第１の波長帯域の運用開始する準備段階で測定した前記第１の励起光のパワー及び前記第１のＡＳＳ光のパワーに基づき、前記モデル式内の係数を補正することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一つに記載のラマン光増幅器。
【請求項１２】
増幅媒体で発生するラマン効果によって信号光を増幅するラマン光増幅器が、
前記信号光の内、第１の波長帯域の信号光を増幅するための第１の励起光を生成し、
前記信号光の内、第２の波長帯域の信号光を増幅するための第２の励起光を生成し、
前記増幅媒体を伝搬する前記第１の波長帯域の第１の信号光及びＡＳＳ(Amplified  Spontaneous  Raman  Scattering  Emission)光を含む第１の光パワーを測定し、
前記第１の励起光のパワーと、前記第１の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第１のモデル式を決定し、
前記第２の励起光のパワーと、前記第２の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第２のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第２のモデル式を決定し、
決定された前記第１のモデル式に基づき、前記第１の励起光のパワーに対応した前記第１のＡＳＳ光のパワーを算出し、
決定された前記第２のモデル式に基づき、前記第２の励起光のパワーに対応した前記第２のＡＳＳの光パワーを算出し、
測定された前記第１の光パワーから、算出した前記第１のＡＳＳ光のパワー及び前記第２のＡＳＳ光のパワーを差し引いて前記第１の信号光のパワーを算出すると共に、算出した前記第１の信号光のパワーと第１の目標信号光のパワーとの差を算出し、
前記第１の信号光のパワーと前記第１の目標信号光のパワーとの差に基づいて、前記増幅媒体に供給する前記第１の励起光又は前記第２の励起光のパワーを調整する
処理を実行することを特徴とするラマン光増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラマン光増幅器及びラマン光増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、伝送光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重して大容量の情報を伝送するＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）システムがある。ＷＤＭシステムでは、伝送光ファイバ上で増幅中継を行う光増幅器の設置間隔が長くなるに連れてＷＤＭ信号を伝送する伝送光ファイバの区間損失が大きくなるため、低い光パワーの伝送では信号雑音比が低下する。そこで、ＷＤＭシステムでは、信号雑音比を改善するために、ラマン光増幅器を使用している。
【０００３】
ラマン光増幅器では、強い励起光を伝送光ファイバに供給することで生じるラマン効果によって、励起光の波長から長波長側約１３０ｎｍまでの帯域区間で光利得を得ることができる。ラマン利得の波長特性は、励起光の波長から１００ｎｍ離れた波長をピークとし、そのピークの波長から励起光の波長までの帯域区間がなだらかに減衰する略三角形形状の利得特性となる。従って、ラマン光増幅器を用いてＷＤＭ信号を増幅する場合には、ＷＤＭ信号の波長帯域内で光利得が平坦になるよう、複数の波長の励起光を使用することになる。
【０００４】
しかしながら、ラマン光増幅器では、そのラマン効果によって所定帯域のＷＤＭ信号光を増幅するものの、ラマン効果による自然ラマン散乱放出（ＡＳＳ：Amplified  Spontaneous  Raman  Scattering  Emission）光が雑音光として発生する。その結果、ラマン増幅後の信号帯域の光パワーのモニタ結果には、ＷＤＭ信号光と、ラマン効果によるＡＳＳ光とを含むことになる。ラマン光増幅器を適用するＷＤＭシステムでは、ラマン増幅後のＷＤＭ信号光パワーを高い精度で取得するために、ＡＳＳ光パワーを高い精度で算出する技術が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８７３０７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３８９６号公報
【特許文献３】特開２００１−１０９０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＳＳ光パワーを高い精度で算出するラマン光増幅器は、運用開始前に増幅媒体となる伝送光ファイバに励起光を供給した場合に生じるＡＳＳ光パワーを測定する。そして、ラマン光増幅器では、測定結果に基づき、励起光パワーからＡＳＳ光パワーを算出するためのモデル式の係数を伝送光ファイバの種別毎に取得する。そして、ラマン光増幅器は、取得したモデル式から励起光パワーに対応したＡＳＳ光パワーを算出することになる。
【０００７】
例えば、ＷＤＭシステムでは、既存帯域としてＣ帯域（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）、増設帯域としてＬ帯域（１５７０ｎｍ〜１６０５ｎｍ）とする運用を想定する。この場合、励起光によるラマン効果で生じるＡＳＳ光の波長特性は、ラマン利得の波長特性と同じく、励起光の波長から約１００ｎｍ離れた波長をピークとし、そのピークの波長から励起光の波長までの帯域区間がなだらかに減衰する特性となる。その結果、増設帯域のＬ帯をラマン増幅するための励起光を追加した場合、そのＬ帯増幅の励起光でＣ帯に生じるＡＳＳ光パワーが増加する。
【０００８】
図２３Ａは、既存帯域のＣ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。既存帯域としてＣ帯を使用し、Ｃ帯の平均ラマン利得が１０ｄＢとなるように励起光パワーを制御した場合を想定したとする。図２３Ａでは、Ｃ帯のラマン増幅に使用する励起光パワーが４００ｍＷの場合、ラマン効果により生じるＡＳＳ光パワーは−２５ｄＢｍとなる。この際、モデル式で算出されたＡＳＳ光パワーも−２５ｄＢｍとなる。図２３Ｂは、増設帯域のＬ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。Ｃ帯を考慮することなく、Ｌ帯を増設帯域として使用し、Ｌ帯をラマン増幅するための励起光を増設する場合を想定する。Ｌ帯のラマン増幅によるＡＳＳ光は、励起光の波長から約１００ｎｍ離れた波長をピークとし、そのピークの波長から励起光の波長までの帯域区間がなだらかに減衰するので、Ｃ帯にもＡＳＳ光が生じることになる。図２３Ｃは、Ｃ帯及びＬ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。Ｃ帯の運用中にＬ帯増設で生じるＡＳＳ光パワーの波長特性は、図２３Ａに示すＡＳＳ光パワーの波長特性に、Ｌ帯増設で生じる図２３Ｂに示すＡＳＳ光パワーの波長特性を加えることで、図２３Ｃに示す波長特性となる。その結果、Ｌ帯を増設した場合、ＷＤＭシステムの初期運用開始前に決定したモデル式と励起光パワーとを用いて算出したＣ帯に生じるＡＳＳ光パワーと、帯域増設後の励起光でＣ帯に生じるＡＳＳ光パワーとには、大きな差が発生することになる。
【０００９】
図２４Ａは、既存帯域のＣ帯をラマン増幅する励起光パワー毎に既存帯域のＣ帯に発生するＡＳＳ光パワーの一例を示す説明図である。例えば、運用中のＣ帯をラマン増幅するための励起光パワーが４００ｍＷの場合、図２４Ａに示すように、Ｃ帯に−２５ｄＢｍのＡＳＳ光パワーが生じる。図２４Ｂは、Ｌ帯の励起光の追加による既設帯域のＣ帯のＡＳＳ光パワーの一例を示す説明図である。Ｃ帯をラマン増幅する励起光パワーが４００ｍＷの状態で、Ｌ帯をラマン増幅するＬ帯の励起光を追加して同じ伝送光ファイバに供給した際に励起光パワー毎にＣ帯に生じるＡＳＳ光パワーも変化することになる。例えば、Ｌ帯のラマン増幅を行う励起光パワーを増設する前、すなわち、励起光パワーが０ｍＷの場合、Ｃ帯に生じるＡＳＳ光パワーは、Ｃ帯のラマン増幅の励起光パワー４００ｍＷに応じた−２５ｄＢｍとなる。また、例えば、増設したＬ帯のラマン増幅を行う励起光パワーが３００ｍＷの場合、Ｃ帯に生じるＡＳＳ光パワーは−２３．０ｄＢｍとなる。これに対して、モデル式で算出する方法では、増設前のＣ帯を増幅する励起光パワーに対応するＡＳＳ光パワーは−２５ｄＢｍ、増設後のＬ帯を増幅する励起光パワーに対応するＡＳＳ光パワーは−２３．０ｄＢｍとなる。従って、増設前のＡＳＳ光パワーが増設後のＡＳＳ光パワーに比較して小さく算出されるため、ＡＳＳ光パワー算出結果にも誤差が生じる。
【００１０】
そこで、実際に発生するＡＳＳ光パワーがＡＳＳ光パワーの算出値よりも小さい場合には以下の問題が生じる。図２５は、増設帯域のＬ帯を増幅するＬ帯の励起光を追加した場合に生じる課題の一例を示す説明図である。例えば、Ｃ帯単独での伝送容量が不足してＬ帯を増設し、Ｌ帯増設後にＣ帯の伝送装置に障害等が生じ、Ｃ帯のＷＤＭ信号が少数波長となる運用状態を想定したとする。この場合、ＷＤＭ信号の光パワーのパワー制御では、ラマン増幅後の光パワーモニタ値と、目標となる光パワー和とが一致するように、ラマン光増幅器の励起光のパワーを制御することになる。尚、光パワーモニタ値は、ＷＤＭ信号の信号光パワーと、Ｌ帯をラマン増幅するための励起光で生じるＡＳＳ光パワーと、Ｃ帯をラマン増幅するための励起光で生じるＡＳＳ光パワーとの和である。これに対して、目標となる光パワー和は、目標となるＷＤＭ信号の信号光パワーと、モデル式で算出した算出ＡＳＳ光パワーとの和である。
【００１１】
図２５では、例えば、目標となるＷＤＭ信号の信号光パワーが−２５ｄＢｍ、Ｃ帯を増幅するための励起光パワーが４００ｍＷの場合に、モデル式で算出したＡＳＳ光パワーが−２５ｄＢｍとする。そして、増設帯域のＬ帯を増幅するための励起光パワーが３００ｍＷの場合の実際のＡＳＳ光パワーは−２３．０ｄＢｍとする。この場合、目標となるＷＤＭ信号の信号光パワーと、モデル式で算出したＡＳＳ光パワーとの和である−２２ｄＢｍから、実際に生じるＡＳＳ光パワーである−２３．０ｄＢｍを差し引いたＷＤＭ信号の信号光パワーは−２９．０ｄＢｍとなる。その結果、実際のＷＤＭ信号の信号光パワー（−２９．０ｄＢｍ）は、目標の信号光パワー（−２５ｄＢｍ）よりも低いパワーとなる。つまり、ラマン増幅によるＷＤＭ信号の信号光パワーは、ＷＤＭシステムの伝送性能の安定した信号パワーに満たないため、Ｌ帯を増設することでＣ帯のＷＤＭ信号の信号雑音比が低下して伝送性能が劣化する。
【００１２】
また、増設するＬ帯の運用開始前に、追加するＬ帯の励起光で生じるＡＳＳ光パワーを、Ｃ帯及びＬ帯の夫々の光パワーモニタで測定してモデル式を取得する場合には、以下の課題が生じる。例えば、Ｃ帯のＷＤＭ信号が運用中の場合、ＷＤＭ信号の信号光パワーに対するＡＳＳ光パワーの比が小さいので、Ｌ帯の励起光の追加でＣ帯に生じるＡＳＳ光パワーの増加量を正確に測定できない。また、Ｃ帯に生じるＡＳＳ光パワーを測定するためには、Ｃ帯のＷＤＭ信号を一度遮断して運用開始前の準備段階に戻す必要があるため、光伝送システムのサービスを中断する必要がある。
【００１３】
ＷＤＭシステムの既存帯域の運用開始前に、帯域増設を想定してＣ帯及びＬ帯をそれぞれラマン増幅する複数の励起光に対して、種々の励起光パワー条件でＡＳＳ光パワーを測定する方法も考えられる。しかしながら、初期建設時に増設帯域のラマン光増幅器や励起光源を準備する必要があるので、初期コストが大である。
【００１４】
一つの側面では、波長帯域を増設した場合でも安定した伝送性能を確保できるラマン光増幅器等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】
【００１５】
一つの態様のラマン光増幅器は、増幅媒体で発生するラマン効果によって信号光を増幅する。ラマン光増幅器は、第１の生成部と、第２の生成部と、第１の光モニタ部と、第１の決定部と、第２の決定部と、第１の演算部と、第２の演算部と、第１の比較演算部と、励起光制御部とを有する。第１の生成部は、前記信号光の内、第１の波長帯域の信号光を増幅するための第１の励起光を生成する。第２の生成部は、前記信号光の内、第２の波長帯域の信号光を増幅するための第２の励起光を生成する。第１の光モニタ部は、前記増幅媒体を伝搬する前記第１の波長帯域の第１の信号光及びＡＳＳ(Amplified  Spontaneous  Raman  Scattering  Emission)光を含む第１の光パワーを測定する。第１の決定部は、前記第１の励起光のパワーと、前記第１の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第１のモデル式を決定する。第２の決定部は、前記第２の励起光のパワーと、前記第２の励起光で前記第１の波長帯域に発生する第２のＡＳＳ光のパワーとを関連付ける第２のモデル式を決定する。第１の演算部は、前記第１の決定部で決定された前記第１のモデル式に基づき、前記第１の励起光のパワーに対応した前記第１のＡＳＳ光のパワーを算出する。第２の演算部は、前記第２の決定部で決定された前記第２のモデル式に基づき、前記第２の励起光のパワーに対応した前記第２のＡＳＳの光パワーを算出する。第１の比較演算部は、前記第１の光モニタ部で測定された前記第１の光パワーから、算出した前記第１のＡＳＳ光のパワー及び前記第２のＡＳＳ光のパワーを差し引いて前記第１の信号光のパワーを算出する。第１の比較演算部は、算出した前記第１の信号光のパワーと第１の目標信号光のパワーとの差を算出する。励起光制御部は、前記第１の信号光のパワーと前記第１の目標信号光のパワーとの差に基づいて、前記増幅媒体に供給する前記第１の励起光又は前記第２の励起光のパワーを調整すべく、前記第１の生成部又は前記第２の生成部を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
一つの態様では、波長帯域を増設した場合でも安定した伝送性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１のラマン光増幅器の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１のラマン光増幅器内の光モニタ部の代替例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施例１の制御部の機能構成の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、第１の合成励起光で第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、第１の合成励起光で第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーの波長特性の相対比の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、決定処理に関わる制御部の処理動作の一例を示すフロー図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の生成部の励起光の波長特性の一例を示す説明図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第２の生成部の励起光の波長特性の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、第１の設定処理に関わる制御部の処理動作の一例を示すフロー図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施例１のラマン光増幅器の光パワー制御過程の一例を示す説明図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来のラマン光増幅器の光パワー制御過程の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施例２のラマン光増幅器の一例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施例２の制御部の機能構成の一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施例３のラマン光増幅器の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実施例３のラマン光増幅器内の光モニタ部の代替例を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施例３の制御部の機能構成の一例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、実施例４の制御部の機能構成の一例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、第２の励起光パワー設定処理に関わる制御部の処理動作の一例を示すフロー図である。
【図１７】図１７は、実施例５のラマン光増幅器の一例を示す説明図である。
【図１８】図１８は、実施例５の制御部の構成例を示す図である。
【図１９】図１９は、第２の設定処理に関わる制御部の処理動作の一例を示すフロー図である。
【図２０】図２０は、実施例６のラマン光増幅器の一例を示す説明図である。
【図２１】図２１は、実施例６の制御部の機能構成の一例を示す説明図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、第１の合成励起光Ｌ１と第１のＡＳＳ光パワーＡ１１との関係の一例を示す説明図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、第２の合成励起光Ｌ２と第２のＡＳＳ光パワーＡ１２との関係の一例を示す説明図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、第２の合成励起光Ｌ２と第３のＡＳＳ光パワーＡ２２との関係の一例を示す説明図である。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、第１の合成励起光Ｌ１と第４のＡＳＳ光パワーＡ２１との関係の一例を示す説明図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、既存帯域のＣ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、増設帯域のＬ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、Ｃ帯及びＬ帯のラマン増幅でのＷＤＭ信号光パワー及びＡＳＳ光パワーの波長特性の一例を示す説明図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、既存帯域のＣ帯をラマン増幅する励起光パワー毎に既存帯域のＣ帯に発生するＡＳＳ光パワーの一例を示す説明図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、Ｌ帯の励起光の追加による既設帯域のＣ帯のＡＳＳ光パワーの一例を示す説明図である。
【図２５】図２５は、増設帯域のＬ帯を増幅するＬ帯の励起光を追加した場合に生じる課題の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本願の開示するラマン光増幅器及びラマン光増幅方法の実施例を詳細に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１のラマン光増幅器１の一例を示す説明図である。図１に示すラマン光増幅器１は、増幅媒体となる伝送光ファイバ２と接続し、伝送光ファイバ２を伝送する信号光を増幅して他の伝送光ファイバに出力する。ラマン光増幅器１は、供給部１０と、光モニタ部２０と、制御部３０とを有する。供給部１０は、伝送光ファイバ２に対してラマン増幅用の励起光を供給する。光モニタ部２０は、ＷＤＭ信号光の信号光パワーとラマン効果によるＡＳＳ光パワーとをモニタする。制御部３０は、ラマン光増幅器１全体を制御する。制御部３０は、伝送光ファイバ２に供給する励起光の励起光パワーと、光モニタ部２０がモニタした信号光パワー及びＡＳＳ光パワーとを含む光パワーを取得し、励起光パワーとＡＳＳ光パワーとを関連付けたモデル式を決定する。更に、制御部３０は、励起光パワーに応じて伝送光ファイバ２で生じるＡＳＳ光パワーを算出する。
【００２０】
供給部１０は、第１の生成部１００と、第２の生成部１１０と、光合波器１２０と、ＷＤＭカプラ１３０とを有する。第１の生成部１００は、ＷＤＭ信号光の第１の波長帯域にラマン利得のピークを含み、第１の波長帯域のラマン増幅を担う第１の励起光を生成する。尚、第１の波長帯域は、例えば、Ｃ帯の波長帯域であって既存帯域とする。第２の生成部１１０は、ＷＤＭ信号光の第２の波長帯域にラマン利得のピークを含み、第２の波長帯域のラマン増幅を担う第２の励起光を生成する。尚、第２の波長帯域は、例えば、Ｌ帯の波長帯域であって、運用中の既存帯域に追加する増設帯域とする。光合波器１２０は、第１の生成部１００からの第１の合成励起光Ｌ１及び第２の生成部１１０からの第２の合成励起光Ｌ２を合波して合成励起光Ｌ１２を出力する。ＷＤＭカプラ１３０は、合成励起光Ｌ１２を増幅媒体となる伝送光ファイバ２に出力すると共に、伝送光ファイバ２から入力される第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１及び第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２を光モニタ部２０に出力する。
【００２１】
第１の生成部１００は、ｍ台の励起光源１０１Ａ〜１０１ｍと、第１の光合波器１０２とを有する。各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍは、異なる波長の第１の励起光を第１の光合波器１０２に出力する。第１の光合波器１０２は、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍから出力される第１の励起光を合波して第１の合成励起光Ｌ１を生成し、第１の合成励起光Ｌ１を光合波器１２０に出力する。第２の生成部１１０は、ｎ台の励起光源１１１Ａ〜１１１ｎと、第２の光合波器１１２とを有する。各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎは、異なる第２の励起光を第２の光合波器１１２に出力する。第２の光合波器１１２は、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎから出力される第２の励起光を合波して第２の合成励起光Ｌ２を生成し、第２の合成励起光Ｌ２を光合波器１２０に出力する。尚、説明の便宜上、第１の生成部１００及び第２の生成部１１０は別体としたが、第１の生成部１００及び第２の生成部１１０が一体としても良く、適宜変更可能である。
【００２２】
光モニタ部２０は、ＷＤＭフィルタ２００と、第１の光モニタ部２１０Ａとを有する。ＷＤＭフィルタ２００は、既存帯域である第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と、増設帯域である第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２とに分波する。第１の光モニタ部２１０Ａは、ＷＤＭフィルタ２００で分波された第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１の光パワーの一部を分岐してモニタする。第１の光モニタ部２１０Ａは、第１の光分波器２１１Ａと、第１の受光素子２１２Ａとを有する。第１の光分波器２１１Ａは、ＷＤＭフィルタ２００から出力される第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１及び第１のＡＳＳ光を含む第１の光パワーＳＡ１の一部を分岐する。第１の受光素子２１２Ａは、第１の光分波器２１１Ａから出力された第１の光パワーＳＡ１をモニタする素子である。
【００２３】
図２は、実施例１のラマン光増幅器１内の光モニタ部２０の代替例を示す説明図である。光モニタ部２０は、図１の構成に限定されるものではなく、例えば、図２に示すように、ＷＤＭフィルタ２００及び第１の光モニタ部２１０Ａの代わりに、光分波器２５０と、ＷＤＭフィルタ２６０と、第１の受光素子２１２Ａとで構成しても良い。光分波器２５０は、供給部１０から後段に出力される第１の波長帯域及び第２の波長帯域の第１及び第２のＷＤＭ信号光の一部を分岐する。ＷＤＭフィルタ２６０は、光分波器２５０から出力されたＷＤＭ信号光から第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２とに分波し、分波された第１のＷＤＭ信号光Ｓ１を第１の受光素子２１２Ａに出力する。第１の受光素子２１２Ａは、第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と第１のＡＳＳ光とを含む第１の光パワーＳＡ１をモニタすることになる。
【００２４】
制御部３０は、決定部３００と、波長差算出部３１０と、メモリ３２０と、演算部３３０と、比較演算部３４０と、励起光制御部３５０とを有する。決定部３００は、例えば、第１の生成部１００又は第２の生成部１１０が伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーと発生するＡＳＳ光パワーとを関連付けるモデル式を決定する。波長差算出部３１０は、ＷＤＭ信号光の波長帯域の両端波長と第１の生成部１００又は第２の生成部１１０の励起光波長との波長差を算出する。メモリ３２０は、励起光パワー及びＡＳＳ光パワーを関連付けるモデル式を格納する。演算部３３０は、メモリ３２０に格納されたモデル式と励起光パワーとを用いて、ＷＤＭ信号光の波長帯域に生じるＡＳＳ光パワーを算出する。
【００２５】
比較演算部３４０は、演算部３３０で算出したＡＳＳ光パワーと目標ＷＤＭ信号光パワーとの和である光パワー和と、光モニタ部２０でモニタした実際のＷＤＭ信号光と実際のＡＳＳ光とを含む実際の合計光パワー（光パワーモニタ値）とを比較する。比較演算部３４０は、光パワー和と実際の合計光パワー（光パワーモニタ値）とが一致するように励起光パワーの制御信号を生成する。励起光制御部３５０は、比較演算部３４０からの制御信号に応じて励起光源１０１又は１１１の励起光の光パワーを調整する。励起光制御部３５０は、伝送光ファイバ２に供給する励起光の励起光パワーを演算部３３０に出力する。
【００２６】
メモリ３２０は、第１のメモリ３２０Ａと、第２のメモリ３２０Ｂと、波長特性メモリ３２１とを有する。第１のメモリ３２０Ａは、例えば、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出するための第１のモデル式を格納する。尚、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１は、第１の合成励起光Ｌ１で第１の波長帯域に発生するＡＳＳ光パワーである。第２のメモリ３２０Ｂは、例えば、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出するための第２のモデル式を格納する。尚、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２は、第２の合成励起光Ｌ２で第１の波長帯域に発生するＡＳＳ光パワーである。波長特性メモリ３２１は、励起光波長に対する、後述するＡＳＳ光パワーの波長特性を格納する。
【００２７】
制御部３０は、例えば、ソフトウェア処理で実行され、ソフトウェアが搭載されるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等で実現する。ＡＳＳ光パワーの演算に係わるモデル式が格納されるメモリ３２０は、ＣＰＵの内部ＲＡＭ(Random  Access  Memory)、又はＣＰＵ外部のＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）等の外部メモリ等で構成しても良い。
【００２８】
図３は、実施例１の制御部３０の機能構成の一例を示す説明図である。図３に示す決定部３００は、第１の決定部３００Ａと、第２の決定部３００Ｂとを有する。第１の決定部３００Ａは、例えば、第１の生成部１００が伝送光ファイバ２に供給する第１の合成励起光Ｌ１で第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出するための第１のモデル式を決定する。第２の決定部３００Ｂは、第２の生成部１１０が伝送光ファイバ２に供給する第２の合成励起光Ｌ２で第１の波長帯域に発生する第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出するための第２のモデル式を決定する。
【００２９】
波長差算出部３１０は、第１の波長差算出部３１０Ａと、第２の波長差算出部３１０Ｂとを有する。第１の波長差算出部３１０Ａは、例えば、第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２と、第１の生成部１００内の励起光源１０１ｉ（ｉ＝Ａ〜ｍ）の励起光波長との第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）を励起光波長毎に算出する。第２の波長差算出部３１０Ｂは、第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２と、第２の生成部１１０内の励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の励起光波長との第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）を励起光波長毎に算出する。尚、波長差算出部３１０が算出する波長差は、第１の波長帯域の両端の周波数と励起光の周波数との周波数差としても良く、適宜変更可能である。
【００３０】
第１の決定部３００Ａは、光モニタ部２０内の第１の受光素子２１２Ａにて第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１をモニタし、そのモニタ結果を取得する。尚、第１の光パワーＳＡ１は、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１及び第１のＡＳＳ光パワーを含む。第１の決定部３００Ａは、例えば、ＷＤＭシステムに対して第１の波長帯域を初期導入する運用開始前の準備段階において、第１の合成励起光Ｌ１を伝送光ファイバ２に供給することで第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を測定する。第１の決定部３００Ａは、第１の合成励起光Ｌ１の励起光パワーと、測定結果の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１と、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）とを用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の第１のモデル式を決定する。第１の決定部３００Ａは、決定した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の第１のモデル式を第１のメモリ３２０Ａに格納する。
【００３１】
第２の決定部３００Ｂは、第２の合成励起光Ｌ２の励起光パワーと、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）とを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の第２のモデル式を決定する。第２の決定部３００Ｂは、決定した第２のＡＳＳ光パワーの第２のモデル式を第２のメモリ３２０Ｂに格納する。
【００３２】
演算部３３０は、第１の演算部３３０Ａと、第２の演算部３３０Ｂとを有する。第１の演算部３３０Ａは、第１のメモリ３２０Ａに格納された第１のモデル式と、第１の合成励起光Ｌ１の励起光パワーとを用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する。第２の演算部３３０Ｂは、第２のメモリ３２０Ｂに格納された第２のモデル式と、第２の合成励起光Ｌ２の励起光パワーとを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。
【００３３】
比較演算部３４０は、第１の比較演算部３４０Ａを有する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の合成励起光Ｌ１及び第２の合成励起光Ｌ２で第１の波長帯域に生じる第１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１１及びＡ１２を合計した第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１を算出する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１と、ラマン増幅後のＷＤＭ信号の第１の目標信号光パワーＴ１との和で光パワー和を算出する。第１の比較演算部３４０Ａは、光パワー和と、第１の光モニタ部２１０Ａでモニタした第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１とを比較する。第１の比較演算部３４０Ａは、光パワー和と第１の光パワーＳＡ１とが一致するように合成励起光Ｌ１又はＬ２の励起光パワーを制御すべく、第１の生成部１００及び第２の生成部１１０の制御信号を生成する。
【００３４】
励起光制御部３５０は、第１の励起光制御部３５０Ａと、第２の励起光制御部３５０Ｂとを有する。第１の励起光制御部３５０Ａは、第１の比較演算部３４０Ａからの制御信号に基づき、第１の生成部１００内の各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの励起光パワーを設定する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第１の比較演算部３４０Ａからの制御信号に基づき、第２の生成部１１０内の励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーを設定する。第１の励起光制御部３５０Ａは、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍを第１の演算部３３０Ａに出力する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを第２の演算部３３０Ｂに出力する。
【００３５】
次に第１の決定部３００Ａの詳細について説明する。第１の決定部３００Ａは、算出した第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）と、第１の合成励起光Ｌ１の励起光パワーと、測定された第１のＡＳＳ光パワーＡ１１とを用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する第１のモデル式を決定する。
【００３６】
図４は、第１の合成励起光Ｌ１で第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の波長特性の一例を示す説明図である。第１のＡＳＳ光パワーＡ１１は、図４に示すように、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍで生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１Ａ〜Ａ１１ｍの合計で定まる。
【００３７】
図５は、第１の合成励起光Ｌ１で第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の波長特性の相対比の一例を示す説明図である。相対比は、図５に示すように第１のＡＳＳ光パワーＡ１１のピーク波長でのＡＳＳ光パワーを「１」と定義した場合、励起光波長Ｌ１iとの波長差に応じたＡＳＳ光パワー比である。ラマン増幅では、全波長の光信号に共用の伝送路を増幅媒体として用いるので、励起光波長に対するＡＳＳ光パワーの波長特性は、励起光波長に関係なく一律である。従って、励起光波長に対するＡＳＳ光パワーの波長特性は、例えば、励起光波長との波長差に応じたＡＳＳ光パワー相対比等の波長特性として波長特性メモリ３２１に格納されている。
【００３８】
励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉは、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）の積分値と、励起光源１０１ｉの励起光パワーＬ１ｉとを用いて算出できる。積分値は、ピーク波長Δλｐ（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）と、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）と、ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１０１ｉ）及びＲ２（１０１ｉ）とを用いて算出する。尚、ピーク波長Δλｐ（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）は、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の波長特性のピーク波長である。ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１０１ｉ）及びＲ２（１０１ｉ）は、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）でのＡＳＳ光パワー相対比である。尚、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉの積分値Ａ１１ｉ’は、数式１で表現できる。
【００３９】
【数１】
2019211590.tif 000003
【００４０】
数式１では、励起光源１０１ｉによる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１のピーク波長が第１の波長帯域内にある場合のモデル式となる。しかしながら、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１のピーク波長が第１の波長帯域外にある場合には、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉの積分値Ａ１１ｉ’は、数式２で表現できる。
【００４１】
【数２】
2019211590.tif 000004
【００４２】
第１のＡＳＳ光パワーＡ１１は、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍと、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１ｉ’と、発生効率Ｋとを用いて数式３で表現できる。
【００４３】
【数３】
2019211590.tif 000005
【００４４】
尚、数式３の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１は、運用開始前の準備段階において、第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１である。数式３の励起光パワーＬ１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）は、第１の励起光制御部３５０Ａが各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍに設定する励起光パワーである。数式３の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１ｉ’は、数式１及び数式２で算出する。更に、発生効率Ｋは、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１ｉ’と数式３とを用いて算出したＡＳＳ光パワー発生効率である。
【００４５】
数式３を言い換えると、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉは、図５に示すように、各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１ｉ’に、励起光パワーＬ１ｉ及び発生効率Ｋを乗算した値で表現できる。第１のＡＳＳ光パワーＡ１１は、図４に示すように、各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の各第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉの合計値で表現できる。
【００４６】
数式３において、励起光源１０１ｉの各第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１ｉは、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１ｉ’に励起光源１０１ｉの励起光パワーＬ１ｉを乗算した値に類似する。しかしながら、近似手段は一次関数に限らず、例えば、励起光パワーに応じて発生効率Ｋの値をテーブルとして備える他の演算方法でも良く、適宜変更可能である。
【００４７】
次に、第２の決定部３００Ｂの詳細について説明する。第２の決定部３００Ｂは、第２の波長差算出部３１０Ｂで算出した第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）と、第２の合成励起光Ｌ２の励起光パワーとを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する際に使用する第２のモデル式を決定する。
【００４８】
全波長の光信号に共用の伝送路を増幅媒体として用いるので、励起光波長に対するＡＳＳ光パワーの波長特性は、図４及び図５に示すように、励起光波長によらず一律である。従って、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２は、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎによるラマン効果で生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２Ａ〜Ａ１２ｎの合計で定まる。励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊは、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）の積分値と、励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーＬ２ｊとを用いて算出できる。積分値は、ピーク波長Δλｐ（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）と、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）と、ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１１１ｊ）及びＲ２（１１１ｊ）とを用いて算出する。尚、ピーク波長Δλｐ（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）は図５に示すＡＳＳ光パワー波長特性のピーク波長である。ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１１１ｊ）及びＲ２（１１１ｊ）は、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）でのＡＳＳ光パワー相対比である。尚、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２ｊ’は、数式４で表現できる。
【００４９】
【数４】
2019211590.tif 000006
【００５０】
数式４は、励起光源１１１ｊによる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２のピーク波長が第１の波長帯域内にある場合のモデル式となる。しかしながら、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２のピーク波長が第１の波長帯域外にある場合には、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２ｊ’は、数式５で表現できる。
【００５１】
【数５】
2019211590.tif 000007
【００５２】
光伝送システムでは、全波長の光信号に共用の伝送光ファイバ２を増幅媒体として用いるので、励起光パワーを伝送光ファイバ２に供給することで生じる発生効率Ｋは、励起光波長によらず一律の値となる。従って、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２は、発生効率Ｋと、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎと、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の積分値Ａ１２ｊ’とを用いて数式６で表現できる。
【００５３】
【数６】
2019211590.tif 000008
【００５４】
数式６を言い換えると、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊは、各励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の積分値Ａ１２ｊ’に、励起光パワーＬ２ｊ及び発生効率Ｋを乗算した値で表現できる。そして、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２は、各励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の各第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの合計値で表現できる。
【００５５】
第１の演算部３３０Ａは、第１のメモリ３２０Ａに格納中の第１のモデル式と、第１の励起光制御部３５０Ａが設定する励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍとを用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する。第２の演算部３３０Ｂは、第２のメモリ３２０Ｂに格納中の第２のモデル式と、第２の励起光制御部３５０Ｂが設定する励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。
【００５６】
図６は、決定処理に関わる制御部３０の処理動作の一例を示すフロー図である。図６に示す決定処理は、光伝送システムの建設後に導入する第１の波長帯域の運用開始前の準備段階の処理である。
【００５７】
図６において制御部３０内の第１の決定部３００Ａは、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍから第１の励起光を伝送光ファイバ２に供給したことで発生する第１の波長帯域の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を第１の光モニタ部２１０Ａを通じて測定する（ステップＳ１０１）。尚、第１の決定部３００Ａは、励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの各励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍを、例えば、４０ｍＷ、６０ｍＷ、８０ｍＷ、１００ｍＷ、１２０ｍＷ、１４０ｍＷ等のように段階的に変える。そして、第１の光モニタ部２１０Ａは、励起光パワー毎に変化する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１が伝送光ファイバ２に供給された励起光と逆方向に伝搬し、第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を測定し、その測定結果を第１の決定部３００Ａに通知する。第１の決定部３００Ａは、第１の光モニタ部２１０Ａで測定した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の測定結果を、励起光パワーの供給条件毎に第１のメモリ３２０Ａ内に格納する。
【００５８】
第１の波長差算出部３１０Ａは、第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２の夫々と、励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１の励起光の波長とで第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）を算出する（ステップＳ１０２）。光伝送システムの初期に運用する第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２と、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光のラマン増幅に使用する励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１の励起光の波長とは、システムの運用開始前に予め定められる。
【００５９】
第１の決定部３００Ａは、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）と、格納中のＡＳＳ光パワーの波長特性とを用いて、各第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーの積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’を算出する（ステップＳ１０３）。尚、ＡＳＳ光パワーの波長特性は、励起光波長に対するＡＳＳ光パワー相対比である。第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’は、例えば、数式１又は数式２を用いて算出する。第１の決定部３００Ａは、算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’を励起光源１０１毎に格納する。
【００６０】
第１の決定部３００Ａは、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の測定結果と、ステップＳ１０３で算出した積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’とを用いて、発生効率Ｋ及び第１のＡＳＳ光パワーＡ１１のモデル式を決定する（ステップＳ１０４）。第１の決定部３００Ａは、決定された発生効率Ｋ及び第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の第１のモデル式を、例えば、数式３のモデル式のパラメータとして、第１のメモリ３２０Ａに格納する。
【００６１】
ステップＳ１０３で算出する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’と、ステップＳ１０４で決定される発生効率Ｋとの一例を、図７Ａを用いて説明する。図７Ａは、第１の生成部１００の第１の励起光の波長特性の一例を示す説明図である。尚、説明の便宜上、図７Ａの例では、第１の生成部１００内の４台の励起光源１０１Ａ〜１０１Ｄの波長特性を例示しているものとする。
【００６２】
図７Ａに示す波長特性は、励起光源１０１の識別情報と、励起光源１０１毎の第１の励起光の波長と、第１の波長差Δλ（１１，ｉ）及びΔλ（１２，ｉ）とを対応付けて格納している。更に、波長特性は、励起光源１０１の識別情報毎に、ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１０１ｉ）及びＲ２（１０１ｉ）と、積分値Ａ１１Ａ’〜Ａ１１ｍ’とを格納している。尚、ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１０１ｉ）及びＲ２（１０１ｉ）は、第１のメモリ３２０Ａに格納されているものとする。ＡＳＳ光パワー相対比は、図５に示すように、ピークを「１」とし、ピーク波長での励起光波長との波長差は１００ｎｍと定義している。
【００６３】
図７Ｂは、第２の生成部１１０の第２の励起光の波長特性の一例を示す説明図である。尚、説明の便宜上、図７Ｂの例では、第２の生成部１１０内の３台の励起光源１１１Ａ〜１１１Ｃの波長特性を例示しているものとする。図７Ｂに示す波長特性は、励起光源１１１毎の識別情報と、励起光源１１１毎の第２の励起光の波長と、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）とを対応付けて格納している。波長特性は、励起光源の識別情報毎に、ＡＳＳ光パワー相対比（１１１ｊ）及びＲ２（１１１ｊ）と、積分値Ａ１２Ａ’〜Ａ１２ｎ’とを格納している。尚、ＡＳＳ光パワー相対比Ｒ１（１１１ｊ）及びＲ２（１１１ｊ）は、第２のメモリ３２０Ｂに格納されているものとする。
【００６４】
ステップＳ１０１で測定された励起光源１０１Ａ〜１０１Ｄの第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１Ｄが全て１００ｍＷであって、第１の波長帯域に発生する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１が−２５ｄＢｍとする。この場合、数式１、数式２及び数式３を用いて、伝送光ファイバ２の発生効率Ｋは、２．５１×１０−６ｍＷ／ｍＷとして算出できる。
【００６５】
第１の演算部３３０Ａは、ステップＳ１０４で決定された第１のモデル式と、第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍとを用いて、第１の合成励起光パワーＬ１で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する（ステップＳ１０５）。
【００６６】
第１の演算部３３０Ａは、ステップＳ１０５で算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１と、第１のメモリ３２０Ａに格納された実際の第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の測定結果との差を算出する。第１の演算部３３０Ａは、算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１と実際の第１のＡＳＳ光パワーの測定結果との差が予め設定した閾値（例えば、０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第１の演算部３３０Ａは、その差が設定した閾値以内でない場合（ステップＳ１０６否定）、励起光パワーに応じて発生効率Ｋの値を補正し（ステップＳ１０７）、再度、第１のモデル式を決定すべく、ステップＳ１０４に移行する。尚、第１のモデル式で算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１と実際の測定結果の第１のＡＳＳ光パワーとの差が閾値以内になるまで、発生効率Ｋを補正すべく、ステップＳ１０７に移行する。
【００６７】
第２の波長差算出部３１０Ｂは、差が設定した閾値以内の場合（ステップＳ１０６肯定）、第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）を算出する（ステップＳ１０８）。尚、第２の波長差算出部３１０Ｂは、第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２の夫々と、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの第２の励起光の波長との第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）を算出する。初期に運用されている第１の波長帯域の両端波長λ１１及びλ１２と、運用帯域の増設のために追加する各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光波長とは、第２の生成部１１０の追加前に予め定められるものとする。
【００６８】
第２の決定部３００Ｂは、算出した第２の波長差Δλ（１１，ｊ）及びΔλ（１２，ｊ）と、格納中の波長特性とを用いて、第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２Ａ’〜Ａ１２ｎ’を算出する（ステップＳ１０９）。尚、波長特性は、励起光波長に対するＡＳＳ光パワー相対比である。第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２Ａ’〜Ａ１２ｎ’は、例えば、数式４又は数式５を用いて算出する。第２の決定部３００Ｂは、算出した第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２Ａ’〜Ａ１２−ｎ’を励起光源１１１毎に格納する。
【００６９】
第２の決定部３００Ｂは、第１のメモリ３２０Ａに格納中の発生効率Ｋと、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２ｊの積分値Ａ１２Ａ’〜Ａ１２−ｎ’とを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の第２のモデル式を決定する（ステップＳ１１０）。尚、第２の決定部３００Ｂは、決定された第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の第２のモデル式（数式６）を第２のメモリ３２０Ｂに格納する。
【００７０】
各励起光源１１１Ａ〜１１１Ｃが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２Ｃが全て１００ｍＷの場合、ステップＳ１０４で決定された伝送光ファイバ２の発生効率Ｋは２．５１×１０−６ｍＷ／ｍＷとなる。従って、第２の決定部３００Ｂは、数式４、数式５及び数式６を用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２として、−２７．３ｄＢｍを算出できる。
【００７１】
決定部３００は、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の第１のモデル式と、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の第２のモデル式とを決定する。次に、実際の運用が行われる段階でのラマン光増幅器１の動作について説明する。図８は、第１の設定処理に関わる制御部３０の処理動作の一例を示すフロー図である。図８に示す第１の設定処理は、運用が行われる段階で、算出する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２と、モニタ結果の第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１とに基づいて、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を算出する処理である。更に、第１の設定処理は、算出した第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１とラマン増幅後の第１の目標信号光パワーＴ１とが一致するように励起光パワーを制御する処理である。
【００７２】
図８において制御部３０内の第１の演算部３３０Ａは、格納中の第１のモデル式と、第１の励起光制御部３５０Ａで設定した第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍとを用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する（ステップＳ２０１）。第２の演算部３３０Ｂは、格納中の第２のモデル式と、第２の励起光制御部３５０Ｂで設定する第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いて、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する（ステップＳ２０２）。第１の比較演算部３４０Ａは、算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１と第２のＡＳＳ光パワーＡ１２とを合計することで第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１を算出する。更に、第１の比較演算部３４０Ａは、第１の光モニタ部２１０Ａでモニタした第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１から第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１を差し引いて第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を算出する（ステップＳ２０３）。第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１は、数式７で表現できる。
【００７３】
【数７】
2019211590.tif 000009
【００７４】
ステップＳ２０３では、光伝送システムが第１の波長帯域のみ運用されている初期の運用段階であって、第２の生成部１１０が追加されていない時は、第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２がないため、Ａ１２＝０ｍＷとして計算する。
【００７５】
第１の比較演算部３４０Ａは、算出した第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と、ラマン増幅後のＷＤＭ信号光の第１の目標信号光パワーＴ１との差を算出する。第１の比較演算部３４０Ａは、算出した第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第１の目標信号光パワーＴ１との差が、予め設定した閾値（例えば０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。第１の励起光制御部３５０Ａは、差が閾値以内でない場合（ステップＳ２０４否定）、第１の生成部１００の制御信号を生成する（ステップＳ２０５）。第１の励起光制御部３５０Ａは、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第１の目標信号光パワーＴ１とが一致するように第１の合成励起光パワーＬ１を制御すべく、第１の生成部１００の制御信号を生成する。第１の励起光制御部３５０Ａは、第１の比較演算部３４０Ａからの制御信号に応じて各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの励起光パワーを設定し（ステップＳ２０６）、図８に示す処理動作を終了する。
【００７６】
第２の励起光制御部３５０Ｂは、差が設定閾値以内の場合（ステップＳ２０４肯定）、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第１の目標信号光パワーＴ１とが一致しているため、第１の合成励起光パワーＬ１の制御を終了する。そして、第２の励起光制御部３５０Ｂは、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーを設定する第２の励起光パワー設定処理を実行し（ステップＳ２０７）、図８に示す処理動作を終了する。
【００７７】
制御部３０は、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を、光伝送システムに所要の伝送性能を得るための第１の目標信号光パワーＴ１に制御することになる。図９Ａは、実施例１のラマン光増幅器１の光パワー制御過程の一例を示す説明図である。第２の励起光の励起光パワー増設前の時間をＴ＝０とし、第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１（０）は、第１の目標信号光パワーＴ１に制御している。時間Ｔ＝０では、第２の励起光の供給前なので、第２の励起光の励起光パワーは０ｍＷとなる。この際、第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１（０）は、数式８で表現できる。
【００７８】
【数８】
2019211590.tif 000010
【００７９】
時間Ｔ＝１では、第２の励起光が伝送光ファイバ２に供給されると、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の処理を実行する。第１の励起光の励起光パワーの設定と、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の算出が完了した後の第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１（１）は、数式９で表現できる。
【００８０】
【数９】
2019211590.tif 000011
【００８１】
制御部３０は、数式８及び数式９を使用する処理を、第２の合成励起光パワーＬ２が所定の値となるまで繰り返す。時間Ｔ＝ｋでの一連の処理は、数式１０で表現できる。
【００８２】
【数１０】
2019211590.tif 000012
【００８３】
図９Ａに示す時系列の制御過程は、図８に示すステップＳ２０１からステップＳ２０７の一連の処理について、第２の合成励起光パワーＬ２を徐々に増加して第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１（ｔ）と第１の目標信号光パワーＴ１との差を抑制する。すなわち、第２の合成励起光パワーＬ２を追加した場合でも、安定した伝送性能を確保できる。
【００８４】
図９Ｂは、従来のラマン光増幅器の光パワー制御過程の一例を示す説明図である。第２の励起光の増設前の時間Ｔ＝０の各光パワーは、図９Ａと同じである。時間Ｔ＝１では、第２の励起光が伝送光ファイバ２に供給されると、第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２’（１）の算出過程が従来方法にはない。従って、ＷＤＭ信号光パワー算出は、第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１’（１）と、第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１’（１）との差で決定する。しかしながら、時間Ｔ＝１では、第２の励起光で第２のＡＳＳ光パワーＡ１２’（１）が発生する。その結果、実際のＷＤＭ信号光パワーは、図９Ｂの右図に示すように、第１の目標信号光パワーＴ１より小さな信号光パワーＳ１’（１）であり、実際のＷＤＭ信号光パワーは、第１の目標信号光パワーとの間で誤差が生じる。誤差が生じることで、ＷＤＭ信号光パワーを目標値に制御できないため、帯域を増設した場合、安定した伝送性能を確保できない。
【００８５】
実施例１のラマン光増幅器１では、第２の励起光の増設に伴い既存帯域（第１の波長帯域）に生じるＡＳＳ光パワーの増加量を、初期建設の既存帯域の測定結果を用いて高い精度で算出する。更に、ラマン光増幅器１は、既存帯域の第１のＷＤＭ信号光パワーをモニタし、第１のＷＤＭ信号光パワーを第１の目標信号光パワーに制御する。その結果、ＷＤＭ信号の安定した伝送性能を確保しながら、波長帯域を増設できる。ラマン光増幅器１では、励起光の増設に伴い発生するＡＳＳ光の影響を、既存帯域は勿論のこと、増設帯域についても考慮し、励起光源の励起光パワーを制御できる。
【００８６】
制御部３０は、第１の励起光のパワーに対応した、第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び、第２の励起光のパワー対応した、第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。制御部３０は、第１の光モニタ部２１０Ａで測定された第１の光パワーＳＡ１から、算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を差し引いて第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を算出する。更に、制御部３０は、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第１の目標信号光パワーＴ１との差に基づき、第１の励起光又は第２の励起光を調整すべく、第１の生成部１００又は第２の生成部１１０を制御する。その結果、異なる波長帯域を増設する場合でも、第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を高精度に算出することで、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を高精度に算出できるため、安定した伝送性能を確保できる。
【００８７】
制御部３０は、第１の波長差に対応する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の積分値に基づき、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する際に使用する第１のモデル式を決定する。更に、制御部３０は、第２の波長差に対応する第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の積分値に基づき、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する際に使用する第２のモデル式を決定する。その結果、第１のモデル式及び第２のモデル式を用いて、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を高精度に算出できる。
【００８８】
制御部３０は、増幅媒体である光ファイバ種別の特性に応じて、第１の励起光のパワーと、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１とを関連付ける第１のモデル式を管理する。そして、制御部３０は、第１の波長帯域の運用開始する準備段階で測定した第１の励起光のパワー及び第１のＡＳＳ光パワーＡ１１に基づき、第１のモデル式の発生効率Ｋを補正する。その結果、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する際に使用する高精度な第１のモデル式を取得できる。
【００８９】
制御部３０は、増幅媒体となる光ファイバの種類に応じて、第１の励起光の波長と、第２の励起光の波長と、ＡＳＳ光パワーの波長特性とを対応付けて波長特性メモリ３２１に格納する。その結果、増幅媒体の光ファイバ種別に応じてＡＳＳ光パワーの波長特性を特定できる。
【００９０】
ラマン光増幅器１は、第２の励起光の増設に伴い生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を精度よく算出できるので、下流の光伝送装置では、ラマン増幅により生じるＡＳＳ光パワーを用いて所要ＯＳＮＲを実現するためのＷＤＭ信号光のパワー制御を実現できる。
【００９１】
第１の比較演算部３４０Ａは、図８に示すステップＳ２０３〜ステップ２０５までの処理を実行した。しかしながら、第１の比較演算部３４０Ａは、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０５までの処理の代わりに次の処理を実行するようにしても良い。第１の比較演算部３４０Ａは、算出する第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の合計で第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１（＝Ａ１１＋Ａ１２）を算出する。更に、第１の比較演算部３４０Ａは、算出した第１の合計ＡＳＳ光パワーＡ１と、ラマン増幅後のＷＤＭ信号光の第１の目標信号光パワーＴ１との和である第１の光パワー和を算出する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の光パワー和と、第１の光モニタ部２１０Ａでモニタした第１の波長帯域の第１の光パワーＳＡ１とを比較する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の光パワー和と、第１の光パワーＳＡ１との差が予め設定した閾値（例えば、０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する。第１の比較演算部３４０Ａは、その差が設定閾値以内でない場合は、第１の励起光の励起光パワーを設定すべく、ステップＳ２０６に移行しても良い。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の光パワーＳＡ１を数式１１で表現できる。
【００９２】
【数１１】
2019211590.tif 000013
【００９３】
尚、実施例１の決定部３００は、ＡＳＳ光パワーのモデル式を決定したが、モデル式に限定されるものではなく、例えば、ＡＳＳ光パワーの相関テーブルを決定しても良く、適宜変更可能である。
【実施例２】
【００９４】
実施例２のラマン光増幅器１Ａについて説明する。図１０は、実施例２のラマン光増幅器１Ａの一例を示す説明図である。尚、実施例１のラマン光増幅器１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１０に示すラマン光増幅器１Ａ内の制御部３０は、決定部３００、波長差算出部３１０、メモリ３２０、演算部３３０、比較演算部３４０及び励起光制御部３５０の他に、周波数差算出部４００と、変化率算出部４１０とを有する。周波数差算出部４００は、第１の励起光毎に第２の励起光との間の周波数差を算出する。変化率算出部４１０は、周波数差算出部４００にて算出した周波数差から、伝送光ファイバ２において各励起光の間で生じるラマン効果の励起光パワーの変化率を算出する。
【００９５】
図１１は、実施例２の制御部３０の機能構成の一例を示す説明図である。図１１に示す制御部３０内の演算部３３０は、第１の演算部３３０Ａ及び第２の演算部３３０Ｂの他に、実効励起光パワー算出部３３１を有する。周波数差算出部４００は、例えば、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１の励起光と、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの第２の励起光との周波数差Δｆ（ｉ，ｊ）を算出する。周波数差算出部４００は、既存の第１の波長帯域の励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの各第１の励起光の周波数ｆ１Ａ〜ｆ１ｍと、追加の第２の波長帯域の励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの第２の励起光の周波数ｆ２Ａ〜ｆ２ｎとを比較する。周波数差算出部４００は、既存の第１の励起光の周波数ｆ１Ａ〜ｆ１ｍと、追加の第２の励起光の周波数ｆ２Ａ〜ｆ２ｎとを用いて、第２の生成部１１０の追加前の周波数差Δｆ（ｉ，ｊ）＝（ｆ２ｊ）−（ｆ１ｉ）（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）を予め算出する。
【００９６】
変化率算出部４１０は、周波数差Δｆ（ｉ，ｊ）と、第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍと、第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いてラマン効果の励起光パワーの変化率を算出する。変化率算出部４１０は、各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の第２の生成部１１０で受けるラマン効果の第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）を算出する。更に、変化率算出部４１０は、各励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第１の生成部１００で受けるラマン効果の第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）を算出する。
【００９７】
変化率算出部４１０は、励起光源１０１ｉが励起光源１１１ｊの第２の励起光によるラマン効果で受ける第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）を算出する。第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ，ｊ）は、励起光間のラマン効果による励起光パワー変化係数をＢとすると、数式１２で表現できる。
【００９８】
【数１２】
2019211590.tif 000014
【００９９】
変化率算出部４１０は、励起光源１１１ｊが励起光源１０１ｉの第１の励起光によるラマン効果で受ける第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ，ｉ）（ｊ＝１〜ｎ、ｉ＝１〜ｎ）を算出する。第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ，ｉ）は、数式１３で表現できる。
【０１００】
【数１３】
2019211590.tif 000015
【０１０１】
第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）は、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎについて数式１２を用いて算出した、第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ，ｊ）の和であり、数式１４で表現できる。
【０１０２】
【数１４】
2019211590.tif 000016
【０１０３】
励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）が第１の励起光で受けるラマン効果の第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）は、数式１３を用いて算出した第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ，ｉ）の和であり、数式１５で表現できる。
【０１０４】
【数１５】
2019211590.tif 000017
【０１０５】
実効励起光パワー算出部３３１は、第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）及び第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）と、励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍと、励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いて実効励起光パワーを算出する。尚、実効励起光パワーは、第１の波長帯域にＡＳＳ光を生じさせる夫々の実効的な励起光パワーである。尚、第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）及び第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）は、数式１４及び数式１５で算出可能である。
【０１０６】
各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）が第２の励起光のラマン効果で励起光パワー変化を受けた後の実効励起光パワーＬ１ｅｆｆ−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）は、励起光パワーＬ１ｉと、算出する第１の励起光パワー変化率ΔＰ１（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）とを用いて算出する。尚、励起光パワーＬ１ｉは、励起光源１０１ｉが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーである。実効励起光パワーＬ１ｅｆｆ−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）は、数式１６で表現できる。
【０１０７】
【数１６】
2019211590.tif 000018
【０１０８】
励起光源１１１ｊが、第１の励起光のラマン効果で励起光パワー変化を受けた後の実効励起光パワーＬ２ｅｆｆ−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、励起光パワーＬ２ｊと、算出する第２の励起光パワー変化率ΔＰ２（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）とを用いて算出する。尚、励起光パワーＬ２ｊは、励起光源１１１ｊが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーである。実効励起光パワーＬ２ｅｆｆ−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、数式１７で表現できる。
【０１０９】
【数１７】
2019211590.tif 000019
【０１１０】
数式１６及び数式１７を用いて定めた各励起光源１０１及び１１１の実効励起光パワーＬ１ｅｆｆ−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）及びＬ２ｅｆｆ−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、第１の演算部３３０Ａ及び第２の演算部３３０Ｂに出力される。そして、第１の演算部３３０Ａは、実効励起光パワーＬ１ｅｆｆ−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）に基づき、第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する。更に、第２の演算部３３０Ｂは、実効励起光パワーＬ２ｅｆｆ−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）に基づき、第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。
【０１１１】
ラマン光増幅器１Ａに用いた励起光パワー変化係数Ｂは、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、非零分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）等のラマン増幅が適用される伝送光ファイバの種別毎に異なる値を設定しても良い。この場合、ファイバ種別毎の励起光パワー変化係数Ｂは、例えば、メモリ３２０に格納され、ラマン増幅が適用される伝送光ファイバ２の種別に対応する値を変化率算出部４１０に適用する。
【０１１２】
実施例２のラマン光増幅器１Ａでは、励起光間のラマン効果を受けてラマン増幅を行う実効的な励起光パワーに基づいてＡＳＳ光パワーを算出するので、実施例１のラマン光増幅器１に比べ、さらにＷＤＭ信号光パワーを高精度にモニタできる。
【０１１３】
制御部３０は、第１の励起光と第２の励起光との周波数差Δｆ（ｉ，ｊ）を算出する。制御部３０は、周波数差と、励起光パワー変化係数Ｂと、第１の励起光の励起光パワー及び第２の励起光の励起光パワーとに基づき、第１の励起光パワー変化率及び第２の励起光パワー変化率を算出する。制御部３０は、第１の励起光パワー変化率に基づき、第１の励起光のパワーに対応した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出すると共に、第２の励起光のパワー変化率に基づき、第２の励起光のパワーに対応した第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。その結果、異なる波長帯域を増設した場合でも、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を高精度に算出することで安定した伝送性能を確保できる。
【０１１４】
制御部３０は、増幅媒体となる光ファイバ種別に応じて励起光パワー変化係数Ｂを格納する。その結果、増幅媒体となる光ファイバの種別に応じた励起光パワー変化係数Ｂを用いて、伝送光ファイバ２の種別に応じた第１及び第２の励起光パワー変化率を高精度に算出できる。
【実施例３】
【０１１５】
図１２は、実施例３のラマン光増幅器１Ｂの一例を示す説明図である。尚、実施例１のラマン光増幅器１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１２に示すラマン光増幅器１Ｂ内の光モニタ部２０は、ＷＤＭフィルタ２００及び第１の光モニタ部２１０Ａの他に、第２の光モニタ部２１０を配置した。ＷＤＭフィルタ２００は、ＷＤＭ信号光から、既存帯域である第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と、増設帯域となる第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２とに分波する。第１の光モニタ部２１０Ａは、ＷＤＭフィルタ２００で分波した第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１及び第１のＡＳＳ光を含む第１の光パワーＳＡ１の一部を分岐してモニタする。第２の光モニタ部２１０Ｂは、ＷＤＭフィルタ２００で分波した第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２及び第２のＡＳＳ光を含む第２の光パワーＳＡ２の一部を分岐してモニタする。第２の光モニタ部２１０Ｂは、第２の光分波器２１１Ｂと、第２の受光素子２１２Ｂとを有する。第２の光分波器２１１Ｂは、ＷＤＭフィルタ２００から出力される第２の波長帯域の一部の第２の光パワーＳＡ２を分岐する。第２の受光素子２１２Ｂは、第２の光分波器２１１Ｂから出力された第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２と第２のＡＳＳ光とを含む第２の光パワーＳＡ２がモニタ可能となる。尚、第１の受光素子２１２Ａは、第１の光分波器２１１Ａから出力された第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と第１のＡＳＳ光とを含む第１の光パワーＳＡ１がモニタ可能になる。
【０１１６】
図１３は、実施例３のラマン光増幅器１Ｂ内の光モニタ部２０の代替例を示す説明図である。光モニタ部２０は、図１２の例に限定されるものではなく、図１３に示すように、光分波器２５０と、ＷＤＭフィルタ２６０と、第１の受光素子２１２Ａと、第２の受光素子２１２Ｂとを有する。光分波器２５０は、供給部１０から後段に出力される第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２とを含む光パワーの一部を分岐する。ＷＤＭフィルタ２６０は、第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１を含む第１の光パワーＳＡ１を第１の受光素子２１２Ａに出力すると共に、第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光Ｓ２を含む第２の光パワーＳＡ２を第２の受光素子２１２Ｂに出力する。第１の受光素子２１２Ａは、第１のＷＤＭ信号光Ｓ１と第１のＡＳＳ光とを含む第１の光パワーＳＡ１をモニタする。第２の受光素子２１２Ｂは、第２のＷＤＭ信号光Ｓ２と第２のＡＳＳ光とを含む第２の光パワーＳＡ２をモニタする。第１の受光素子２１２Ａ及び第２の受光素子２１２Ｂは単一ユニットでも良く、第１の受光素子２１２Ａを備える光モニタ部２０に第２の受光素子２１２Ｂを増設する形態でも良く、適宜変更可能である。
【０１１７】
図１４は、実施例３のラマン光増幅器１Ｂ内の制御部３０の機能構成の一例を示す説明図である。決定部３００は、第１の決定部３００Ａ及び第２の決定部３００Ｂの他に、第３の決定部３００Ｃを配置した。第３の決定部３００Ｃは、第２の生成部１１０の第２の励起光で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する際に使用する第３のモデル式を決定する。波長差算出部３１０は、第１の波長差算出部３１０Ａ及び第２の波長差算出部３１０Ｂの他に、第３の波長差算出部３１０Ｃを配置した。第３の波長差算出部３１０Ｃは、第２の波長帯域の両端波長λ２１及びλ２２と、第２の生成部１１０内の各励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第２の励起光との第３の波長差Δλ（２１，ｊ）及びΔλ（２２，ｊ）を算出する。メモリ３２０は、第１のメモリ３２０Ａ、第２のメモリ３２０Ｂ及び波長特性メモリ３２１の他に、第３のメモリ３２０Ｃを配置した。第３のメモリ３２０Ｃは、第３の決定部３００Ｃが決定した第３のＡＳＳ光パワーＡ２２の第３のモデル式を格納する。
【０１１８】
更に、演算部３３０は、第１の演算部３３０Ａ及び第２の演算部３３０Ｂの他に、第３の演算部３３０Ｃを配置した。第３の演算部３３０Ｃは、第３のメモリ３２０Ｃに格納された第３のモデル式と第２の励起光の励起光パワーとを用いて、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する。さらに、比較演算部３４０は、第１の比較演算部３４０Ａの他に、第２の比較演算部３４０Ｂを配置した。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２と、第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２との和である第２の光パワー和を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光パワー和と、第２の受光素子２１２Ｂでモニタした第２の波長帯域の第２の光パワーＳＡ２とを比較する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光パワー和と、第２の光パワーＳＡ２とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第２の比較演算部３４０Ｂからの制御信号に応じて各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーを設定する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎが伝送光ファイバ２に供給する励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを、第２の演算部３３０Ｂ及び第３の演算部３３０Ｃに出力する。
【０１１９】
第２の波長帯域を増設する過程で第２の波長帯域をラマン増幅するための第２の合成励起光Ｌ２を伝送光ファイバ２に供給する際に、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の測定方法と同様に第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を測定する方法を用いると、次の課題が生じる。
【０１２０】
第２の波長帯域の運用開始前の準備段階では、伝送光ファイバ２に供給する第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを様々に変化させて、第２の合成励起光Ｌ２で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を測定する。しかしながら、励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを様々に変化させて測定した場合、第２の合成励起光Ｌ２によって第１の波長帯域の第１のＷＤＭ信号光Ｓ１でラマン増幅が発生する。第１のＷＤＭ信号光Ｓ１は、第１の励起光制御部３５０Ａによって第１の合成励起光パワーＬ１を少なくすることで、第１の波長帯域のラマン利得を減じることも可能である。しかしながら、励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを必要以上に供給する測定のためのラマン利得となるため、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光パワーＳ１が第１の目標信号光パワーＴ１よりも大きく制御されることで、第１の波長帯域内のＷＤＭ信号にエラーが生じる。
【０１２１】
第３の決定部３００Ｃでは、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を実測することなく、第２の励起光で第２の波長帯域に発生する第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出するための第３のモデル式を決定する。第３の波長差算出部３１０Ｃは、第２の波長帯域の両端波長λ２１及びλ２２と、励起光源１１１ｉ（ｊ＝１〜ｎ）の波長との第３の波長差Δλ（２１，ｊ）及びΔλ（２２，ｊ）を算出する。第３の決定部３００Ｃは、励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第２の励起光で第２の波長帯域に発生する第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊに対応した波長特性メモリ３２１に格納中の励起光波長に対する波長特性を特定する。第３の決定部３００Ｃは、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの波長特性と、第３の波長差Δλ（２１，ｊ）及びΔλ（２２，ｊ）とを用いて、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの積分値Ａ２２ｊ’を算出する。第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの積分値Ａ２２ｊ’は、数式１８で表現できる。
【０１２２】
【数１８】
2019211590.tif 000020
【０１２３】
励起光源１１１ｊの第３のＡＳＳ光パワーＡ２２のピーク波長が第２の波長帯域外にある場合には、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの積分値Ａ２２ｊ’は、数式１９で表現できる。
【０１２４】
【数１９】
2019211590.tif 000021
【０１２５】
全波長の光信号に共用の伝送光ファイバ２を増幅媒体として用いるので、励起光パワーを伝送光ファイバ２に供給することで生じる発生効率Ｋは、励起光波長に関係なく一律の値である。従って、第２の合成励起光Ｌ２で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの積分値Ａ２２ｊ’は、数式２０で表現できる。
【０１２６】
【数２０】
2019211590.tif 000022
【０１２７】
数式２０を言い換えると、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊは、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの積分値Ａ２２ｊ’と、第２の励起光の励起光パワーＬ２ｊと、伝送光ファイバ２の発生効率Ｋとを乗算した値で表現できる。そして、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２は、各励起光源１１１ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の第２の励起光で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２ｊの合計値で表現できる。
【０１２８】
第３の決定部３００Ｃは、決定した第３のＡＳＳ光パワーＡ２２の第３のモデル式を第３のメモリ３２０Ｃに格納する。第３の演算部３３０Ｃは、第３のメモリ３２０Ｃに格納された第３のモデル式と、第２の励起光制御部３５０Ｂが設定した励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いて、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する。
【０１２９】
第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光モニタ部２１０Ｂでモニタした第２の波長帯域の第２の光パワーＳＡ２から第３の演算部３３０Ｃで算出した第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を差し引いて第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と、ラマン増幅後の第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２とを比較する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と、第２の目標信号光パワーＴ２とが一致するよう第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第２の比較演算部３４０Ｂからの制御信号に応じて各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーを設定する。
【０１３０】
実施例３のラマン光増幅器１Ｂでは、ＷＤＭシステムの帯域増設を行う段階において、増設帯域である第２の波長帯域に発生する第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を測定することなく第３のモデル式を決定する。その結果、第１の波長帯域内のＷＤＭ信号にエラーが生じることなく、既存帯域の伝送性能を確保しながら、ＷＤＭ信号の波長帯域を拡大できる。
【０１３１】
制御部３０は、第２の励起光のパワーに対応した、第２の励起光で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する。制御部３０は、第２の光モニタ部２１０Ｂで測定された第２の光パワーＳＡ２から、算出した第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を差し引いて第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する。制御部３０は、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と第２の目標信号光パワーＴ２との差に基づき、第２の励起光を調整すべく、第２の生成部１１０を制御する。その結果、異なる波長帯域を増設した場合でも、第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を高精度に算出することで安定した伝送性能を確保できる。
【０１３２】
例えば、比較演算部３４０は、第２の波長帯域で生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２と第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２との和である第２の光パワー和を算出する。そして、比較演算部３４０は、第２の光パワー和と、第２の光モニタ部２１０Ｂでモニタした第２の光パワーＳＡ２とを比較しても良く。この場合、比較演算部３４０は、第２の光パワーＳＡ２と、第２の光パワー和とを一致させるように第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。
【０１３３】
実施例２のラマン光増幅器１Ａに第３の決定部３００Ｃ、第３の波長差算出部３１０Ｃ、第３のメモリ３２０Ｃ、第３の演算部３３０Ｃ及び第２の比較演算部３４０Ｂを配置しても良く、適宜変更可能である。この場合は、実施例２の効果に加えて、実施例３と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【０１３４】
Ｃ帯及びＬ帯のように波長帯域が互いに離れていない構成では、励起光によるラマン効果で生じるＡＳＳ光の波長特性は、図５に示すようにラマン増幅のピーク波長から長波長側３０ｎｍにかけて減衰する。その結果、第１の合成励起光パワーＬ１によって、第２の波長帯域に第４のＡＳＳ光パワーＡ２１が生じる場合もある。
【０１３５】
図１５は、実施例４の制御部３０の機能構成の一例を示すブロック図である。尚、実施例４のラマン光増幅器１Ｃは、実施例３のラマン光増幅器１Ｂと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。制御部３０内の決定部３００は、第１の合成励起光パワーＬ１で第２の波長帯域に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する際に使用する第４のモデル式を決定する第４の決定部３００Ｄを有する。演算部３３０は、第４のモデル式を用いて第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する第４の演算部３３０Ｄを有する。
【０１３６】
図１５に示す決定部３００は、第１の決定部３００Ａ、第２の決定部３００Ｂ及び第３の決定部３００Ｃの他に、第４の決定部３００Ｄを配置した。第４の決定部３００Ｄは、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する際に使用する第４のモデル式を決定する。波長差算出部３１０は、第１の波長差算出部３１０Ａ、第２の波長差算出部３１０Ｂ及び第３の波長差算出部３１０Ｃの他に、第４の波長差算出部３１０Ｄを配置した。第４の波長差算出部３１０Ｄは、第２の波長帯域の両端波長λ２１及びλ２２と、各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の第１の励起光の波長とで第４の波長差Δλ（２１，ｉ）及びΔλ（２２，ｉ）を算出する。メモリ３２０は、第１のメモリ３２０Ａ、第２のメモリ３２０Ｂ、第３のメモリ３２０Ｃ及び波長特性メモリ３２１の他に、第４のメモリ３２０Ｄを配置した。第４の決定部３００Ｄは、決定した第４のモデル式を第４のメモリ３２０Ｄ内に格納する。演算部３３０は、第１の演算部３３０Ａ、第２の演算部３３０Ｂ及び第３の演算部３３０Ｃの他に、第４の演算部３３０Ｄを配置した。第４の演算部３３０Ｄは、第４のメモリ３２０Ｄに格納された第４のモデル式と、第１の励起光の励起光パワーとを用いて、第１の合成励起光パワーＬ１で第２の波長帯域に発生する第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の波長帯域に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１と第３のＡＳＳ光パワーＡ２２とを合計した第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２と第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２との和である第２の光パワーの和を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光パワー和と、第２の受光素子２１２Ｂでモニタした第２の波長帯域の第２の光パワーＳＡ２とを比較する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光パワー和と、第２の光パワーＳＡ２とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎの設定値を、第１の演算部３３０Ａ及び第４の演算部３３０Ｄに出力する。
【０１３７】
第４の決定部３００Ｄは、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の第４のモデル式を決定する。第４の波長差算出部３１０Ｄは、第４の波長差Δλ（２１，ｉ）及びΔλ（２２，ｉ）を算出する。第４の決定部３００Ｄは、第１の励起光で第２の波長帯域に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの励起光波長に対する波長特性と、第４の波長差Δλ（２１，ｊ）及びΔλ（２２，ｊ）とを用いて、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの積分値Ａ２１ｉ’を算出する。第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの積分値Ａ２１ｉ’は、数式２１で表現できる。
【０１３８】
【数２１】
2019211590.tif 000023
【０１３９】
励起光源１０１ｉの第１の励起光による第４のＡＳＳ光パワーＡ２１のピーク波長が第２の波長帯域外にある場合には、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの積分値Ａ２１ｉ’は数式２２で表現できる。
【０１４０】
【数２２】
2019211590.tif 000024
【０１４１】
全波長の光信号に共用の伝送光ファイバ２を増幅媒体として用いるので、励起光パワーで生じる発生効率Ｋは、励起光の波長に関係なく、一律の値となる。従って、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの積分値Ａ２１ｉ’は、数式２３で表現できる。
【０１４２】
【数２３】
2019211590.tif 000025
【０１４３】
数式２３を言い換えると、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉは、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの積分値Ａ２１ｉ’と、第１の励起光の励起光パワーＬ１ｉと、発生効率Ｋとを乗算した値で表現できる。そして、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１は、各励起光源１０１ｉ（ｉ＝１〜ｍ）の第１の励起光で第２の波長帯域に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１ｉの合計値で表現できる。
【０１４４】
第４の決定部３００Ｄは、決定した第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の第４のモデル式を第４のメモリ３２０Ｄに格納する。第４の演算部３３０Ｄは、第４のメモリ３２０Ｄに格納中の第４のモデル式と、第１の励起光制御部３５０Ａが設定する励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍとを用いて、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する。
【０１４５】
第２の比較演算部３４０Ｂは、第３の演算部３３０Ｃ及び第４の演算部３３０Ｄが算出する夫々の第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を合計して第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光モニタ部２１０Ｂでモニタした第２の波長帯域の第２の光パワーＳＡ２から第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２を差し引いて第２の波長帯域の第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２と、ラマン増幅後の第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２とを比較する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２と、第２の目標信号光パワーＴ２とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第２の比較演算部３４０Ｂからの制御信号に応じて各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーを設定する。
【０１４６】
図１６は、第２の励起光パワー設定処理に関わる制御部３０の処理動作の一例を示すフロー図である。第２の励起光パワー設定処理は、ラマン光増幅のための励起光源の増設が行われる段階で、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１と、モニタ結果の第２の光パワーＳＡ２とを用いて、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する処理である。更に、第２の励起光パワー設定処理は、算出した第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２とラマン増幅後の第２の目標信号光パワーＴ２とが一致するように第２の励起光の励起光パワーを制御する処理である。
【０１４７】
第３の演算部３３０Ｃは、第３のメモリ３２０Ｃに格納中の第３のモデル式と、第２の励起光制御部３５０Ｂが設定する第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎとを用いて、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する（ステップＳ３０１）。第４の演算部３３０Ｄは、第４のメモリ３２０Ｄに格納中の第４のモデル式と、第１の励起光制御部３５０Ａが設定する第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍとを用いて、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する（ステップＳ３０２）。
【０１４８】
第２の比較演算部３４０Ｂは、算出する第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を合計して第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２を算出する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の光モニタ部２１０Ｂでモニタした第２の波長帯域の第２の光パワーＳＡ２から、算出した第２の合計ＡＳＳ光パワーＡ２を差し引いて第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する（ステップＳ３０３）。第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２は、数式２４で表現できる。
【０１４９】
【数２４】
2019211590.tif 000026
【０１５０】
第２の比較演算部３４０Ｂは、算出した第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と、ラマン増幅後の第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２との差が、予め設定した閾値（例えば０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。第２の比較演算部３４０Ｂは、差が閾値以内でない場合（ステップＳ３０４否定）、第２の生成部１１０の制御信号を生成する（ステップＳ３０５）。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と、第２の目標信号光パワーＴ２とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第２の比較演算部３４０Ｂからの制御信号に応じて各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを設定し（ステップＳ３０６）、図８に示すステップＳ２０７の処理を完了する。
【０１５１】
制御部３０は、図８及び図１８に示す処理を実行することで、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２とは、夫々、光伝送システムに所要の伝送性能を得るための目標信号光パワーＴ１及びＴ２に制御する。
【０１５２】
実施例４のラマン光増幅器１Ｃでは、ＷＤＭ光伝送システムの帯域増設を行う段階で増設帯域である第２の波長帯域に発生するＡＳＳ光パワーを測定することなく、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する第４のモデル式を決定できる。その結果、帯域を増設した場合でも、安定した伝送性能を確保できる。
【０１５３】
制御部３０は、第１の励起光のパワーに対応した、第１の励起光で第２の波長帯域に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出すると共に、第２の励起光のパワーに対応した、第２の励起光で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する。制御部３０は、第２の光モニタ部２１０Ｂで測定された第２の光パワーＳＡ２から、算出した第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を差し引いて第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する。更に、制御部３０は、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２と第２の目標信号光パワーＴ２との差に基づき、第２の励起光を調整すべく、第２の生成部１１０を制御する。その結果、異なる波長帯域を増設する場合でも、第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を高精度に算出することで、第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を高精度に算出できるため、安定した伝送性能を確保できる。
【０１５４】
制御部３０は、第３の波長差に対応する第３のＡＳＳ光パワーＡ２２の積分値に基づき、第３のＡＳＳ光のパワーを算出する際に使用する第３のモデル式を決定する。制御部３０は、第４の波長差に対応する第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の積分値に基づき、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する際に使用する第４のモデル式を決定する。その結果、第３のモデル式及び第４のモデル式を用いて、帯域増設による第２の励起光で第２の波長帯域に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２及び第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を高精度に算出できる。
【０１５５】
比較演算部３４０は、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１と第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の第２の目標信号光パワーＴ２との和である第２の光パワーの和を算出しても良い。この場合、比較演算部３４０は、第２の光パワーの和と、第２の光モニタ部２１０Ｂでモニタした第２の光パワーＳＡ２とを比較する。そして、比較演算部３４０は、第２の光パワーＳＡ２と、第２の光パワーの和とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２の制御信号を生成する。
【０１５６】
実施例２及び３のラマン光増幅器１Ａ及び１Ｂは、実施例４と同様に、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の第４のモデル式を決定すると共に、第４のモデル式で第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を算出する機能を備えても良く、適宜変更可能である。
【実施例５】
【０１５７】
図１７は、実施例５のラマン光増幅器１Ｄの一例を示す説明図である。尚、実施例１のラマン光増幅器１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１７に示す光モニタ部２０は、第１の光分波器２１１Ａと、第１のフィルタ２２１Ａと、第１の受光素子２１２Ａと、第１の帯域外モニタ部２２２Ａとを有する。
【０１５８】
第１の光分波器２１１Ａは、ＷＤＭフィルタ２００で分岐した第１の波長帯域のＷＤＭ信号光の一部の第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を第１のフィルタ２２１Ａに出力する。第１のフィルタ２２１Ａは、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光を第１の受光素子２１２Ａに出力する。また、第１のフィルタ２２１Ａは、第１の波長帯域以外の波長帯域のＷＤＭ信号光であって、第１の波長帯域のＷＤＭ信号波長の近傍に生じるＡＳＳ光パワーを第１の帯域外モニタ部２２２Ａに出力する。第１の受光素子２１２Ａは、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光をモニタし、モニタ結果を決定部３００に出力する。第１の帯域外モニタ部２２２Ａは、ＡＳＳ光パワーをモニタし、モニタ結果を比較演算部３４０に出力する。
【０１５９】
図１８は、実施例５の制御部３０の機能構成の一例を示す説明図である。図１８に示す制御部３０内の第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外モニタ部２２２Ａでモニタした第１の帯域外光パワーＡＯ１と、第１の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１とを比較する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外光パワーＡＯ１と第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１とが一致するように第１の合成励起光パワーＬ１を制御すべく、第１の生成部１００の制御信号を生成する。
【０１６０】
ラマン増幅を行う波長帯域のラマン利得と、発生するＡＳＳ光パワーとは、同じファイバ種別の場合、増幅媒体となる伝送光ファイバの特性に関係なく、一様の線形の相関性がある。つまり、ファイバ種別と所要利得が定まれば、生じるＡＳＳ光パワーが定まることを意味する。実施例５では、ラマン利得とＡＳＳ光パワーとの線形の相関を利用して、所要のラマン利得で生じるＡＳＳ光パワーを目標ＡＳＳ光パワーとして、モニタするＡＳＳ光パワーと目標ＡＳＳ光パワーとが一致するように励起光パワーを制御する。
【０１６１】
次に、実際の運用が行われる段階における実施例５のラマン光増幅器１Ｄの動作について説明する。図１９は、第２の設定処理に関わる制御部３０の処理動作の一例を示すフロー図である。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１と、第１の帯域外モニタ部２２０Ａでモニタした第１の帯域外光パワーＡＯ１とを比較する。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１との差が予め設定した閾値（例えば、０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。
【０１６２】
第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１との差が閾値以内でない場合（ステップＳ４０１否定）、第１の生成部１００の制御信号を生成する（ステップＳ４０２）。第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１とが一致するように第１の合成励起光パワーＬ１を制御すべく、第１の生成部１００の制御信号を生成する。第１の励起光制御部３５０Ａは、第１の比較演算部３４０Ａからの制御信号に応じて、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍの第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍを設定する（ステップＳ４０３）。第１の演算部３３０Ａは、第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍと、第１のモデル式とを用いて第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する（ステップＳ４０５）。第２の演算部３３０Ｂは、第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎと、第２のモデル式とを用いて第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出し（ステップＳ４０６）、図８に示すＭ１に移行する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１との差が閾値以内の場合（ステップＳ４０１肯定）、各第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを設定すべく、ステップＳ４０４に移行する。
【０１６３】
ラマン光増幅器１Ｄでは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１を第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１と一致するように所要ラマン利得に制御する構成でも、帯域増設を行う段階で増設帯域に発生するＡＳＳ光パワーを測定することなく、モデル式を決定する。そして、ラマン光増幅器１Ｄは、モデル式を用いて信号帯域に生じるＡＳＳ光パワーを算出できる。その結果、既存帯域のＷＤＭ信号の信号雑音光比を精度よく管理しながら帯域増設可能なＷＤＭ信号の波長帯域を拡大できる。
【０１６４】
制御部３０は、第１の波長帯域外に生じる第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１を測定する。制御部３０は、測定した第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と、第１の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１との差を算出する。制御部３０は、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１との差に基づき、第１の励起光又は第２の励起光のパワーを調整すべく、第１の生成部１００又は第２の生成部１１０を制御する。その結果、異なる波長帯域を増設する段階で増設帯域に発生するＡＳＳ光パワーを測定せずにモデル式を決定し、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を高精度に算出できる。しかも、異なる波長帯域を増設する場合でも、第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光のパワーを高精度に算出することで、安定した伝送性能を確保できる。
【実施例６】
【０１６５】
図２０は、実施例６のラマン光増幅器１Ｅの一例を示す説明図である。尚、実施例５のラマン光増幅器１Ｄと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図２０に示す光モニタ部２０は、第１の光分波器２１１Ａと、第１のフィルタ２２１Ａと、第１の受光素子２１２Ａと、第１の帯域外モニタ部２２２Ａとを有する。光モニタ部２０は、第２の光分波器２１１Ｂと、第２のフィルタ２２１Ｂと、第２の受光素子２１２Ｂと、第２の帯域外モニタ部２２２Ｂとを有する。
【０１６６】
第１の光分波器２１１Ａは、ＷＤＭフィルタ２００で分岐した第１の波長帯域のＷＤＭ信号光の一部の第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を第１のフィルタ２２１Ａに出力する。第１のフィルタ２２１Ａは、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光を第１の受光素子２１２Ａに出力する。第１のフィルタ２２１Ａは、第１の波長帯域以外の波長帯域で使用するＷＤＭ信号光であって、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光波長の近傍に生じるＡＳＳ光パワーを第１の帯域外モニタ部２２２Ａに出力する。第１の受光素子２１２Ａは、第１の波長帯域のＷＤＭ信号光をモニタし、モニタ結果を決定部３００に出力する。第１の帯域外モニタ部２２２Ａは、ＡＳＳ光パワーをモニタし、モニタ結果を比較演算部３４０に出力する。
【０１６７】
第２の光分波器２１１Ｂは、ＷＤＭフィルタ２００で分岐した第２の波長帯域のＷＤＭ信号光の一部の第２のＷＤＭ信号光パワーＳ２を第２のフィルタ２２１Ｂに出力する。第２のフィルタ２２１Ｂは、第２の波長帯域のＷＤＭ信号光を第２の受光素子２１２Ｂに出力する。第２のフィルタ２２１Ｂは、第２の波長帯域以外の波長帯域のＷＤＭ信号光であって、第２の波長帯域のＷＤＭ信号光波長の近傍に生じるＡＳＳ光パワーを第２の帯域外モニタ部２２２Ｂに出力する。第２の受光素子２１２Ｂは、第２の波長帯域で使用するＷＤＭ信号光をモニタし、モニタ結果を決定部３００に出力する。第２の帯域外モニタ部２２２Ｂは、ＡＳＳ光パワーをモニタし、モニタ結果を比較演算部３４０に出力する。
【０１６８】
図２１は、実施例６の制御部３０の機能構成の一例を示す説明図である。図２１に示す制御部３０内の第１の比較演算部３４０Ａは、第１の帯域外モニタ部２２２Ａでモニタした第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と、第１の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１とを比較する。第１の比較演算部３４１Ａは、第１の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ１と第１の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ１とが一致するように第１の合成励起光パワーＬ１を制御すべく、第１の生成部１００の制御信号を生成する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の帯域外モニタ部２２２Ｂでモニタした第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と、第２の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２とを比較する。第１の比較演算部３４０Ａは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２とが一致するように第２の合成励起光パワーＬ２を制御すべく、第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２と、第２の帯域外モニタ部２２０Ｂでモニタした第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２とを比較する。第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標光パワーＴＯ２との差が予め設定した閾値（例えば、０．５ｄＢ）以内であるか否かを判定する。
【０１６９】
第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２との差が閾値以内でない場合、第２の合成励起光パワーＬ２を制御する第２の生成部１１０の制御信号を生成する。つまり、第２の比較演算部３４０Ｂは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２とを一致させるべく、第２の合成励起光パワーＬ２を制御する第２の生成部１１０の制御信号を生成する。第２の励起光制御部３５０Ｂは、第２の比較演算部３４０Ｂからの制御信号に応じて、各励起光源１１１Ａ〜１１１ｎの励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎを設定する。
【０１７０】
第２の演算部３３０Ｂは、第２の励起光の励起光パワーＬ２Ａ〜Ｌ２ｎと、第４のモデル式とを用いて第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する。第１の演算部３３０Ａは、第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍと、第３のモデル式とを用いて第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する。第１の励起光制御部３５０Ａは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２との差が閾値以内の場合、各励起光源１０１Ａ〜１０１ｍに各第１の励起光の励起光パワーＬ１Ａ〜Ｌ１ｍを設定する。
【０１７１】
制御部３０は、第１の励起光のパワーに対応した、第１の励起光で第１の波長帯域に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び、第２の励起光のパワー対応した、第２の励起光で第１の波長帯域に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する。制御部３０は、第１の光モニタ部２１０Ａで測定された第１の光パワーＳＡ１から、算出した第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を差し引いて第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１を算出する。更に、制御部３０は、第１のＷＤＭ信号光パワーＳ１と第１の目標信号光パワーＴ１との差に基づき、第１の励起光又は第２の励起光を調整すべく、第１の生成部１００又は第２の生成部１１０を制御する。
【０１７２】
ラマン光増幅器１Ｅでは、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２とが一致するように所要ラマン利得に制御する構成でも、帯域増設を行う段階でも、増設帯域に発生するＡＳＳ光パワーを測定することなくモデル式を決定する。そして、ラマン光増幅器１Ｅは、信号帯域に生じるＡＳＳ光パワーを算出できる。その結果、既存帯域のＷＤＭ信号の信号雑音光比を精度よく管理しながらＷＤＭ信号の波長帯域を拡大できる。
【０１７３】
制御部３０は、第２の波長帯域外に生じる第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２を測定する。制御部３０は、測定した第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と、第２の波長帯域の所要ラマン利得から定まる第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２との差を算出する。制御部３０は、第２の帯域外ＡＳＳ光パワーＡＯ２と第２の目標ＡＳＳ光パワーＴＯ２との差に基づき、第１の励起光又は第２の励起光のパワーを調整すべく、第１の生成部１００又は第２の生成部１１０を制御する。その結果、異なる波長帯域を増設する段階で増設帯域に発生するＡＳＳ光パワーを測定せずにモデル式を決定し、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１及び第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を高精度に算出できる。
【０１７４】
実施例１乃至６のラマン光増幅器１では、第１及び第２の合成励起光パワーＬ１及びＬ２と、第１及び第２の波長帯域に生じる第１及び第２のＡＳＳ光パワーのモデル式をファイバ種別毎に管理している。第１の波長帯域を運用開始する準備段階で決定部３００によって測定した励起光パワーとＡＳＳ光パワーの測定結果とに基づき、夫々のモデル式に使用する係数を補正する構成としても良く、適宜変更可能である。
【０１７５】
図２２Ａは、第１の合成励起光Ｌ１と第１のＡＳＳ光パワーＡ１１との関係の一例を示す説明図である。図２２Ａに示す特性では、代表的な光ファイバの場合、第１の合成励起光Ｌ１の変化に応じて第１の波長帯域（Ｃ帯）に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の変化（破線）を示している。運用光ファイバの場合、第１の合成励起光Ｌ１の変化に応じて第１の波長帯域（Ｃ帯）に生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１の変化（実線）を示している。図２２Ａに示す特性は、第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を算出する際に使用する第１のモデル式である。運用光ファイバは、代表的な光ファイバに比較して第１のＡＳＳ光パワーＡ１１を抑制できる。
【０１７６】
図２２Ｂは、第２の合成励起光Ｌ２と第２のＡＳＳ光パワーＡ１２との関係の一例を示す説明図である。図２２Ｂに示す特性では、代表的な光ファイバの場合、第２の合成励起光Ｌ２の変化に応じて第１の波長帯域（Ｃ帯）に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の変化（破線）を示している。運用光ファイバの場合、第２の合成励起光Ｌ２の変化に応じて第１の波長帯域（Ｃ帯）に生じる第２のＡＳＳ光パワーＡ１２の変化（実線）を示している。図２２Ｂに示す特性は、第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を算出する際に使用する第２のモデル式である。運用光ファイバは、代表的な光ファイバに比較して第２のＡＳＳ光パワーＡ１２を抑制できる。
【０１７７】
図２２Ｃは、第２の合成励起光Ｌ２と第３のＡＳＳ光パワーＡ２２との関係の一例を示す説明図である。図２２Ｃに示す特性では、代表的な光ファイバの場合、第２の合成励起光Ｌ２の変化に応じて第２の波長帯域（Ｌ帯）に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２の変化（破線）を示している。運用光ファイバの場合、第２の合成励起光Ｌ２の変化に応じて第２の波長帯域（Ｌ帯）に生じる第３のＡＳＳ光パワーＡ２２の変化（実線）を示している。図２２Ｃに示す特性は、第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を算出する際に使用する第３のモデル式である。運用光ファイバは、代表的な光ファイバに比較して第３のＡＳＳ光パワーＡ２２を抑制できる。
【０１７８】
図２２Ｄは、第１の合成励起光Ｌ１と第４のＡＳＳ光パワーＡ２１との関係の一例を示す説明図である。図２２Ｄに示す特性では、代表的な光ファイバの場合、第１の合成励起光Ｌ１の変化に応じて第２の波長帯域（Ｌ帯）に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の変化（破線）を示している。運用光ファイバの場合、第１の合成励起光Ｌ１の変化に応じて第２の波長帯域（Ｌ帯）に生じる第４のＡＳＳ光パワーＡ２１の変化（実線）を示している。図２２Ｄに示す特性は、第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を算出する際に使用する第４のモデル式である。運用光ファイバは、代表的な光ファイバに比較して第４のＡＳＳ光パワーＡ２１を抑制できる。
【０１７９】
第１の波長帯域（Ｃ帯）の運用を開始する準備段階では、代表的な光ファイバの励起光パワー及びＡＳＳ光パワーの相関と、運用光ファイバの測定した励起光パワー及びＡＳＳ光パワーの相関とに基づいて補正モデル式を決定しても良い。尚、補正モデル式は、励起光パワーに対する代表的な光ファイバと実際の伝送光ファイバ２で生じる第１のＡＳＳ光パワーＡ１１との差に関するモデル式である。この場合、補正モデル式を補正メモリに格納しても良い。
【０１８０】
第１の決定部３００Ａ〜第４の決定部３００Ｄは、補正メモリに格納された補正モデル式と、第１のメモリ３２０Ａ〜第４のメモリ３２０Ｄに格納された代表的な光ファイバのモデル式とを用いて、実際に運用する第１〜第４のモデル式を決定する。そして、第１の決定部３００Ａ〜第４の決定部３００Ｄは、決定した第１〜第４のモデル式を第１のメモリ３２０Ａ〜第４のメモリ３２０Ｄに格納しても良い。
【０１８１】
第１の演算部３３０Ａ〜第４の演算部３３０Ｄは、補正後のモデル式と、第１の励起光又は第２の励起光の励起光パワーとを用いて、第１の波長帯域のＡＳＳ光パワー及び第２の波長帯域のＡＳＳ光パワーを算出しても良い。
【０１８２】
また、本実施例では、第１の波長帯域をＣ帯、第２の波長帯域をＬ帯としたが、第１の波長帯域をＬ帯、第２の波長帯域をＣ帯にしても良く、適宜変更可能である。また、波長帯域は、Ｃ帯とＬ帯に限定されるものではなく、例えば、Ｓ帯、Ｏ帯、Ｅ帯やＵ帯に適用しても良く、適宜変更可能である。尚、Ｏ帯（Original  Band）は、１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍの波長帯域、Ｅ帯（Extended  Band）は、１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍの波長帯域、Ｓ帯（Short  Band）は、１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍの波長帯域である。Ｕ帯（Ultra-Long  Band）は、１６２５ｎｍ〜１６７５ｎｍの波長帯域である。
【０１８３】
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
１  ラマン光増幅器
２  伝送光ファイバ
１００  第１の生成部
１１０  第２の生成部
２１０Ａ  第１の光モニタ部
２１０Ｂ  第２の光モニタ部
２２２Ａ  第１の帯域外モニタ部
３００Ａ  第１の決定部
３００Ｂ  第２の決定部
３００Ｃ  第３の決定部
３００Ｄ  第４の決定部
３１０Ａ  第１の波長差算出部
３１０Ｂ  第２の波長差算出部
３１０Ｃ  第３の波長差算出部
３１０Ｄ  第４の波長差算出部
３３０Ａ  第１の演算部
３３０Ｂ  第２の演算部
３３０Ｃ  第３の演算部
３３０Ｄ  第４の演算部
３４０Ａ  第１の比較演算部
３４０Ｂ  第２の比較演算部
３５０  励起光制御部
【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】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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