(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際にラマン増幅用の励起光を出力する励起光源装置であって、
ラマン増幅用の励起光を出力する励起光出力手段と、
上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜の発生を示す制御信号を検出する制御信号検出手段と、
前記制御信号に基づいて前記励起光出力手段を稼働させる励起光制御手段と、
前記励起光を上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する合波手段とを備え、
前記制御信号検出手段は、上り方向および下り方向それぞれの光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光の光スペクトラム偏差を検出する手段をさらに備え、
前記励起光制御手段は、前記光スペクトラム偏差の検出結果に基づいて、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜の発生を検知した際に、前記利得傾斜を解消させるために必要とする前記励起光のパワーレベルを算出し、前記励起光出力手段から算出した前記パワーレベルの励起光を出力させるように前記励起光出力手段を制御することを特徴とする励起光源装置。
【請求項２】
前記励起光出力手段は、それぞれ波長が異なる複数の前記励起光を出力する手段を有し、
前記合波手段は、前記励起光出力手段から出力されるそれぞれ波長が異なる複数の前記励起光が合波された前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする請求項１に記載の励起光源装置。
【請求項３】
前記励起光出力手段から出力される前記励起光のパワーレベルを減衰して出力する可変減衰手段をさらに備え、
前記合波手段は、前記可変減衰手段が減衰した前記前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする請求項１または２に記載の励起光源装置。
【請求項４】
前記励起光出力手段が出力する前記励起光を、上り方向用および下り方向用それぞれの前記励起光に分波する分波手段をさらに備え、
前記合波手段は、前記分波手段が分波した上り方向用の前記励起光と上り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波して上り方向の光ファイバに出力し、下り方向用の前記励起光と下り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波して、下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の励起光源装置。
【請求項５】
前記励起光出力手段は、上り方向用の励起光源と下り方向用の励起光源とを備え、
前記励起光制御手段は、前記制御信号に基づいて、前記上り方向用の励起光源と前記下り方向用の励起光源それぞれを別々に制御することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の励起光源装置。
【請求項６】
前記制御信号検出手段は、上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から前記励起光出力手段の制御用の制御信号光を上り方向および下り方向の光ファイバからそれぞれ抽出する信号抽出手段をさらに備え、
前記制御信号検出手段は、前記制御信号光を電気信号に変換し、前記電気信号を前記制御信号として出力することを特徴とする請求項1から５いずれかに記載の励起光源装置。
【請求項７】
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムの構成要素として、光ファイバ上の中継区間に配置され、前記光ファイバ上に伝送される前記ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化機能を有する利得等化装置において、請求項１から６のいずれかに記載の励起光源装置を内蔵していることを特徴とする利得等化回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて用いられる励起光源装置、利得等化装置および光中継器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、長距離に亘る大容量通信を可能とする光通信ネットワークを構築するための技術として、中継区間ごとに設置した光中継器において、複数の波長を多重化して一括して増幅する波長多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）伝送技術が採用されている。【０００３】
波長多重信号光（以下、ＷＤＭ信号光と記載する）を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいては、ＷＤＭ信号光の均一かつ良好な伝送品質を維持するために、伝送中のＷＤＭ信号光のレベル管理が必要であり、光中継器で生じる利得偏差を等化することが重要である。このため、特許文献１に記載されているようなラマン光増幅器を導入した利得等化装置を用いて、システムの導入時において、光ファイバ中を伝送するＷＤＭ信号光をモニタリングして、光中継器の出力に利得偏差が発生している場合には、該利得等化装置によって、光中継器で生じた利得偏差を等化し、良好な伝送品質が得られる状態に調整している。また、特許文献２および特許文献３にも同様にラマン光増幅器を用いて利得偏差を等化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５２００１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２２５４８号公報
【特許文献３】特開２０１０−９７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムは、長期間にわたってシステム運用が行われる。長期間にわたるシステム運用において、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の技術では、たとえ初期導入時に利得等化を行っていたとしても、光ファイバの修理、光ファイバの経年劣化等による利得偏差の増加が懸念される。そのため、システム運用中の利得傾斜変化に動的に対応可能な利得等化機能の実現が課題となる。【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて、光ファイバの経年劣化等による利得傾斜発生時においても良好な光伝送特性を確保することが可能な励起光源装置および利得等化方法を提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の励起光源装置は、波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際にラマン増幅用の励起光を出力する装置である。本発明の励起光源装置は、励起光出力手段と、制御信号検出手段と、制御信号検出手段と、励起光制御手段と、合波手段を備えている。励起光出力手段は、ラマン増幅用の励起光を出力する。制御信号検出手段は、上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくるＷＤＭ信号光から励起光出力手段の制御信号を検出する。励起光出力手段は、制御信号に基づいて励起光出力手段を制御する。合波手段は、励起光を上り方向および下り方向のＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する。【０００８】
本発明の利得等化方法は、波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際の利得等化方法ある。本発明の利得等化方法は、上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくるＷＤＭ信号光からラマン増幅用の励起光を出力する励起光源の制御信号を検出する。本発明の利得等化方法は、記制御信号に基づいて励起光源を制御し、励起光源からラマン増幅用の励起光を出力する。本発明の利得等化方法は、励起光を上り方向および下り方向のＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、光ファイバの経年劣化等による利得傾斜発生時においても良好な光伝送特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した励起光源装置を内蔵した利得等化装置を構成要素の一つとして用いて構成した光ファイバ伝送中継システムの一例を示すシステム構成図である。
【図３】光ファイバへの強い励起光の入射によるラマン増幅効果を説明する特性図である。
【図４】ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバに励起光を挿入した場合の効果を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図６】図５の励起光源装置におけるラマン増幅効果の原理について説明する特性図である。
【図７】図５の励起光源装置におけるラマン増幅効果の制御例を示す特性図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１０】光ファイバ中継伝送システムにおいてラマン増幅用の励起光源が光ファイバ上に挿入される中継区間の一例を示す説明図である。
【図１１】光ファイバ中継伝送システムにおいてラマン増幅用の励起光源が光ファイバ上に挿入される中継区間の図１０とは異なる例を示す説明図である。
【図１２】光ファイバ上に挿入された励起光源装置を光ファイバ伝送中継システムにおける端局装置から遠隔制御する動作原理を説明する説明図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【図１５】本発明の第９の実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による励起光源装置、利得等化装置および光中継器の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。本発明の各実施形態の励起光源装置は、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）信号光（以下、ＷＤＭ信号光と記載する）を、光中継器を中継区間ごとに適宜配置した光ファイバ中を伝送する光ファイバ伝送中継システムに導入される。励起光源装置は、例えば、入力ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化機能を有する利得等化装置に内蔵されている。
【００１２】
また、励起光源装置は、入力ＷＤＭ信号光を増幅中継する機能を有する光中継器に内蔵されていても良い。あるいは、励起光源装置は、利得等化装置や光中継器とは独立した単独の装置として、光ファイバ上の利得等化装置や光中継器等との間に設置されていても良い。また、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。
【００１３】
（本発明の特徴）
本発明の各実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。
【００１４】
本発明は、光ファイバ伝送中継システムにおける励起光源装置、利得等化装置および光中継器に関するものである。本発明は、システム運用中に発生する波長多重信号光（ＷＤＭ信号光）の光スペクトル傾斜を光ファイバ中のラマン増幅効果を利用して補償することによって、運用開始時に近い良好な伝送品質を長期の運用期間に亘って維持することを主要な特徴としている。
【００１５】
つまり、本発明の各実施形態の光ファイバ伝送中継システムは、光ファイバ（光伝送路）の中継区間に、ラマン増幅用の励起光源装置、該励起光源装置を内蔵した利得等化装置、または、該励起光源装置を内蔵した光中継器を備えている。光ファイバ伝送中継システムでは、光ファイバの経年劣化や修理等において、光伝送路の損失変動が発生して、ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生し得る。そのような場合に、本発明の光ファイバ伝送中継システムでは、励起光源からの励起光によるラマン増幅効果によって、次段の光中継器に対するＷＤＭ信号光の入力パワーを適切に制御している。本発明は、光ファイバ伝送中継システムにおいて、次段の光中継器に対するＷＤＭ信号光の入力パワーを適切に制御することで、次段以降の光中継器の利得傾斜の発生を抑止し、良好な光伝送特性の確保を可能にすることを主要な特徴としている。
【００１６】
（第１の実施形態の構成）
本発明に係る第１の実施形態の励起光源装置の構成について、図１を参照しながら、説明する。図１は、本実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。なお、図１に示す該励起光源装置１０は、利得等化装置１００に内蔵されているものとする。
【００１７】
図１に示す励起光源装置１０は、励起光源１と、２個のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band  Pass  Filter）２Ａ，２Ｂと、２個のフォトディテクタ（ＰＤ：Photo  Detector）３Ａ，３Ｂと、励起光源制御回路４と、分波器５と、２個のＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing：波長多重）合波器６Ａ，６Ｂを少なくとも含んで構成される。励起光源装置１０は、光ファイバ中を伝送してくるＷＤＭ信号光（主信号）を増幅するために、ラマン用の励起光を、光ファイバ７Ａと光ファイバ７Ｂにそれぞれ出力する。光ファイバ７Ａは、上り方向（ＵＰ：Up  Stream）のＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバである。また、光ファイバ７Ｂは、下り方向（ＤＷ：Down  Stream）のＷＤＭ信号を伝送する光ファイバである。なお、図１において、利得等化装置１００の本来の機能である、入力ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化機能に関する回路部については、従来の技術と同様のものであって構わないので、ここでの記載は省略している。
【００１８】
励起光源１は、ラマン増幅用の励起光つまりＷＤＭ信号光（主信号）よりも少し短い波長の励起光を出力する光源である。２個のバンドパスフィルタ２Ａ，２Ｂは、それぞれ、上り方向（ＵＰ）の光ファイバ７Ａ、下り方向（ＤＷ）の光ファイバ７Ｂの中を伝送してくるＷＤＭ信号光から励起光源１制御用の制御信号光を抽出するフィルタである。２個のフォトディテクタ３Ａ，３Ｂは、それぞれ、２個のバンドパスフィルタ２Ａ，２Ｂそれぞれにおいて抽出した制御信号光を検出して電気信号に変換した制御信号を出力する検出器である。
【００１９】
励起光源制御回路４は、２個のフォトディテクタ３Ａ，３Ｂそれぞれからの制御信号に基づいて、励起光源１を制御する制御回路である。分波器５は、励起光源１から出力された励起光を、上り方向（ＵＰ）用の励起光と下り方向（ＤＷ）用の励起光との２つの励起光に分波する回路である。２個のＷＤＭ合波器６Ａ，６Ｂは、それぞれ、上り方向（ＵＰ）のＷＤＭ信号光（主信号）と上り方向（ＵＰ）用の励起光、下り方向（ＤＷ）のＷＤＭ信号光（主信号）と下り方向（ＤＷ）用の励起光、のそれぞれを多重化する回路である。
【００２０】
ここで、ＷＤＭ合波器６Ａは、上り方向（ＵＰ）のＷＤＭ信号光（主信号）と上り方向（ＵＰ）用の励起光とを反対方向になるように合波する回路である。また、ＷＤＭ合波器６Ｂは、下り方向（ＤＷ）のＷＤＭ信号光（主信号）と下り方向（ＤＷ）用の励起光とを反対方向になるように合波する回路である。つまり、図１に示す回路構成においては、励起光源１からの励起光の波長よりも少し長い波長の信号をラマン増幅するという、ラマン増幅用の励起光をＷＤＭ信号光（主信号）の反対方向に送出する後方励起方式を適用している場合を示している。しかし、後方励起ではなく、ラマン増幅用の励起光をＷＤＭ信号光（主信号）と同一方向に送出する前方励起方式を適用することも可能である。
【００２１】
ＷＤＭ合波器６Ａから上り方向（ＵＰ）の光ファイバ７Ａに対して、ＷＤＭ信号光（主信号）とは反対方向に励起光が出力されることにより、光ファイバ７Ａ、中のラマン増幅効果により、ＷＤＭ信号光（主信号）が増幅される。また、ＷＤＭ合波器６Ｂから下り方向（ＤＷ）の光ファイバ７Ｂに対して、ＷＤＭ信号光（主信号）とは反対方向に励起光が出力されることにより、光ファイバ７Ｂ中のラマン増幅効果により、ＷＤＭ信号光（主信号）が増幅される。そのようにＷＤＭ信号光（主信号）を増幅することで、図２に示すように、光ファイバ７Ａ、７Ｂを介して、当該励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００の次段以降に接続されている光中継器の入力パワーを増加させることができる。その結果、上り方向（ＵＰ）、下り方向（ＤＷ）それぞれのＷＤＭ信号光（主信号）の利得傾斜量を調整することができる。
【００２２】
図２は、図１に示した励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００を構成要素の一つとして用いて構成した光ファイバ伝送中継システムの一例を示すシステム構成図である。図２に示す光ファイバ伝送中継システムは、例えば、光海底ケーブルシステムの有中継システムとして運用することも可能である。特に、光海底ケーブルシステムの有中継システムとして運用する場合は、海底中継区間に、ラマン増幅用の励起光源を備えた励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００が配置される。そのような構成において、陸上の端局装置８Ａ，８Ｂからの遠隔制御により、光海底ケーブルの伝送路上の損失変動に対して、励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００によるラマン増幅が行われる。そのように励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００によるラマン増幅を行うことで、次段の光中継器の入力パワーを適切に制御することが可能になり、次段以降の光中継器の利得傾斜の発生を抑圧することができる。
【００２３】
図２のシステム構成図に示すように、端局装置８Ａと端局装置８Ｂとの間を長距離に亘って光伝送する光ファイバ伝送中継システムは、光ファイバ７１，…，７ｉ，７ｊ，…，７ｎの適当な中継区間ごとに光中継器９１，…９ｉ，９ｊ，…，９ｎを多段に配置して構成されている。図１の励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００は、必要に応じて、１ないし複数配置すれば良く、例えば、図２の例においては、光ファイバ７ｉ，７ｊの間に１個のみ接続している例を示している。
【００２４】
なお、励起光源装置１０に関しては、本実施形態においては、前述したように、入力ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化装置１００内に設置されている。そのような構成に代えて、励起光源装置１０は、利得波長特性の偏差を動的に補償することが可能な動的利得等化装置（ＡＧＥＱ：Active  Gain  Equalizer）内に設置されていても良い。あるいは、励起光源装置１０は、入力ＷＤＭ信号光を増幅中継する光中継器内に設置されていても良い。あるいは、励起光源装置１０は、利得等化機能や増幅中継機能とは共存させないで、励起光の出力機能のみを有する独立の励起光出力用として、利得等化装置や光中継器との間の適当な場所に独立に設置されていても良い。
【００２５】
（第１の実施形態の動作の説明）
次に、図１に示した利得等化装置１００に内蔵の励起光源装置１０の動作の一例について説明する。通常の光ファイバ伝送中継システムにおいては、運用中に、光ファイバの修理や経年劣化によって損失が発生すると、次段の光中継器への入力パワーが低くなる。その結果として、通常の光ファイバ伝送中継システムにおいては、当該光中継器から出力するＷＤＭ（波長多重）信号光の光スペクトラムに傾斜すなわち利得傾斜が生じてしまう。かくのごとき利得傾斜が生じると、伝送中のＷＤＭ信号光（主信号）に光ＳＮＲ（Signal−to−Noise  Ratio）の低下や非線形光学効果による波形歪が発生して、光伝送特性に影響を与える。
【００２６】
しかし、図１に示す励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００を導入した図２の光ファイバ伝送中継システムでは、ＷＤＭ信号光（主信号）の利得の等化を行うとともに、図１のラマン増幅用の励起光源１を用いて、利得傾斜の補償や調整も行うことができる。
【００２７】
光ファイバ伝送中継システムの運用開始時においては、励起光源装置１０の励起光源１は稼動していない。光ファイバ伝送中継システムの運用が進み、光ファイバの経年劣化や光ファイバの修理等により、光ファイバの中継区間（スパン）における損失が増加すると利得傾斜が発生する。利得傾斜が発生するようになったことが検出された時点で、励起光源装置１０の励起光源１を稼働させる制御信号が利得等化装置１００内の励起光源装置１０に向けて送信される。
【００２８】
該制御信号を受け取った励起光源装置１０の励起光源制御回路４は、該制御信号に基づいて、励起光源１を制御し、ラマン増幅用の励起光を出力させる。励起光源１からの励起光は、ＷＤＭ合波器６Ａ、６Ｂのそれぞれにおいて、上り方向、下り方向のＷＤＭ信号光（主信号）と多重化され、光ファイバ７Ａ、７Ｂ中においてラマン増幅を発生させる。したがって、光ファイバ７Ａ、７Ｂを介して次段に接続されている光中継器の入力パワーを増加させることにより、利得傾斜量の調整を行うことができる。ここで、ラマン増幅とは、図３に示すように、光ファイバに強い励起光を入射した際に、ラマン散乱に基づく誘導放出が生じて、励起光の波長よりも１００ｎｍ程度長い波長域において増幅効果が得られる現象のことである。
【００２９】
図３は、光ファイバへの強い励起光の入射によるラマン増幅効果を説明する特性図である。図３は、横軸に波長、縦軸に光電力量／ラマン利得を示している。図３においてラマン利得スペクトラムとして示すように、励起光よりも約１００ｎｍ程度長い波長域において、ＷＤＭ信号光（主信号）のラマン利得がピークになる。
【００３０】
励起光源装置１０による励起光の挿入効果について、図４を参照しながらさらに説明する。図４は、ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバに励起光源装置１０による励起光を挿入した場合の効果を説明するための説明図である。図４は、光ファイバ中の第１、第２、第３の各中継区間の光中継器から出力されるＷＤＭ信号光の波形を模式的に示している。
【００３１】
図４の（Ａ）は、光ファイバ伝送中継システムの運用開始直後におけるＷＤＭ信号光の波形状態を示している。運用開始直後においては、光ファイバの利得偏差は発生していない。したがって、第１、第２、第３の各中継区間用の第１光中継器９１、第２光中継器９２、第３光中継器９３それぞれから出力されるＷＤＭ信号光は、いずれにおいても、信号波形Ａ１、Ａ２、Ａ３に示すように、ほぼ均一な利得状態の波形となっている。
【００３２】
図４の（Ｂ）は、光ファイバ伝送中継システムの運用が進み、光ファイバの経年劣化や光ファイバの修理等により、光ファイバの第１中継区間における損失（ＬＯＳＳ）が増加してきた状態におけるＷＤＭ信号光の波形状態を示している。第１中継区間用の第１光中継器９１から出力されて第１中継区間を伝送してきたＷＤＭ信号光は、損失（ＬＯＳＳ）の増加の影響により、信号波形Ｂ１ａから信号波形Ｂ１ｂのように、パワーが低下して、次段の第２中継区間用の第２光中継器９２に入力される。
【００３３】
したがって、第２中継区間用の第２光中継器９２は、損失（ＬＯＳＳ）により入力パワーが不足している分を補償するために、当該第２光中継器９２内の光増幅器の利得を本来の設定値よりも高い値にしてＷＤＭ信号光を増幅させる。その結果、第２光中継器９２から出力されるＷＤＭ信号光は、信号波形Ｂ２に示すように、信号帯域全体が負側の利得傾斜を帯びた状態（右肩下がりの状態）が発生する。
【００３４】
利得傾斜を帯びたＷＤＭ信号光は、第２中継区間を伝送して、次段の第３中継区間用の第３光中継器９３に入力される。第３中継区間用の第３光中継器９３から出力されるＷＤＭ信号光も、信号波形Ｂ３に示すように、利得傾斜したままの状態となる。そのため、第３中継区間においてもＷＤＭ信号光は、信号波形Ｂ３に示すように利得傾斜したままの状態で伝送される。利得傾斜したＷＤＭ信号光は、利得偏差が生じている状態であるため、伝送後のＷＤＭ信号光には、光ＳＮＲの劣化や非線形劣化が増加することになり、伝送特性の劣化が生じてしまう。
【００３５】
図４の（Ｃ）は、励起光源装置１０を第２中継区間の地点Ｐに配置している場合のＷＤＭ信号光の波形状態を示している。なお、図４の（Ｂ）のように、利得傾斜が発生して、伝送特性があらかじめ定めた閾値以下にまで劣化した際には、前述したように、制御信号を励起光源装置１０に送信して、励起光源制御回路４により励起光源１を制御して、ラマン増幅用の励起光を出力させている。
【００３６】
図４の（Ｃ）の場合も、図４の（Ｂ）の場合と同様、損失（ＬＯＳＳ）が増加した第１中継区間を伝送してきたＷＤＭ信号光は、信号波形Ｃ１ａから信号波形Ｃ１ｂのように、入力パワーが不足した状態で、次段の第２中継区間用の第２光中継器９２に入力される。そのため、第２中継区間用の第２光中継器９２から出力されるＷＤＭ信号光についても、図４の（Ｂ）の場合と同様、信号波形Ｃ２ａに示すように、信号帯域全体が負側の利得傾斜を帯びた状態で出力される。
【００３７】
しかし、図４の（Ｃ）の場合は、図４の（Ｂ）の場合とは異なり、第２中継区間の地点Ｐにおいて、励起光源装置１０の励起光源１から出力されたラマン増幅用の励起光と合波される。そのため、光ファイバ内でのラマン増幅効果によって、ＷＤＭ信号光の信号帯域全体が増幅される。図４の（Ｃ）の場合は、次段の第３中継区間用の第３光中継器９３への入力パワーを、損失分を補うために、信号波形Ｃ２ｂに示すように、本来の設定値よりもやや高い値まで増幅させている。
【００３８】
したがって、第３の中継区間用の第３光中継器９３は、あらかじめ設定された出力パワーに調整して出力するために、当該第３光中継器９３内の光増幅器の利得を本来の設定値よりも低い値にしてＷＤＭ信号光を増幅させる。その結果、当該第３光中継器９３内の光増幅器においては、信号帯域全体が第２光中継器９２からの出力とは逆の正側の利得傾斜を帯びた状態（右肩上がりの状態）の増幅が行われる。その結果として、第３光中継器９３から出力されるＷＤＭ信号光を、利得傾斜がないフラットな状態に戻して出力することができる。したがって、利得偏差を改善することができるので、良好な伝送特性の定常性を確保することが可能になる。
【００３９】
つまり、伝送路の損失変動に対して、励起光源装置１０のラマン増幅効果によって次段の光中継器（図４の（Ｃ）の場合は第３光中継器９３）に対する入力パワーを適切に制御することができる。そのため、以降の光中継器の利得傾斜の発生を抑止することができ、システム運用後であっても、良好な伝送特性を定常的に確保することができる。
【００４０】
なお、損失（ＬＯＳＳ）が発生した地点と励起光源１を備えた利得等化装置１００を設置した地点Ｐとの位置関係によって、ラマン増幅の動作が異なる。
【００４１】
例えば、図４の（Ｃ）に示した場合とは異なり、励起光源１を備えた利得等化装置１００を設置した地点が、損失（ＬＯＳＳ）が発生した地点と同じ第１中継区間であり、かつ、損失（ＬＯＳＳ）が発生した地点と次段の第２中継区間用の第２光中継器９２との間であったとする。そのような場合には、励起光源によるラマン増幅効果により、発生した損失（ＬＯＳＳ）分を第１中継区間中に補償することが可能であり、次段の第２中継区間用の第２光中継器９２への入力パワーを、図４の（Ａ）の場合と同じ状態にすることができる。その結果、第２光中継器９２からの出力も、図４の（Ａ）の場合と同じ状態にすることができる。したがって、後続する第３の中継区間用の第３光中継器への影響も排除することができる。
【００４２】
図１に示した励起光源装置１０においては、ラマン増幅用の励起光を、増幅対象のＷＤＭ信号光（主信号）とは反対方向に伝搬させる（つまり後方励起ラマン増幅を行う）回路構成の場合について説明した。前述したように、本実施形態においては、ラマン増幅用の励起光と増幅対象のＷＤＭ信号光（主信号）とを同一方向へ伝搬させる（つまり前方励起ラマン増幅を行う）装置構成としても良いことは言うまでもない。また、ラマン増幅用の励起光を出力する励起光源についても、図１に示した例のような１個のみに限るものではなく、複数個設置した構成も可能である。
【００４３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。図５に示す励起光源装置１０Ａは、図１の場合と同様、利得等化装置１００内に設置するが、図１の励起光源装置１０とは異なり、ラマン増幅用の励起光を出力する励起光源をＮ個（Ｎ：２以上の整数）設置した場合を示している。
【００４４】
すなわち、図５に示す励起光源装置１０Ａは、図１の励起光源装置１０における１個の励起光源１の代わりに、それぞれ異なる波長の励起光を出力するＮ個の励起光源１１，…，１Ｎを備えている。また、図５に示す励起光源装置１０Ａは、Ｎ個の励起光源１１，…，１Ｎそれぞれから出力される励起光を合波して、分波器５に出力するための励起光合波器８を図１の励起光源装置１０に追加した構成になっている。なお、励起光源制御回路４は、２個のフォトディテクタ３Ａ，３Ｂそれぞれからの制御信号に基づいて、Ｎ個の励起光源１１，…，１Ｎそれぞれを別々に制御することができるように構成される。
【００４５】
一般に、ラマン増幅を行う場合、ラマン増幅における媒体となる光ファイバの材質如何によって誘導ラマン散乱を起こした際の励起光エネルギーの周波数シフト量（すなわち波長シフト量）は決まってくる。したがって、図５の励起光源装置１０Ａの装置構成を採用して、波長の励起光を出力する複数の励起光源１１を設置することでＷＤＭ信号光（主信号）に対する適切な利得傾斜の調整と、一部波長帯域のみのレベル補正が可能になる。すなわち、あらかじめ、異なる波長の励起光を出力する複数の励起光源１１，…，１Ｎを設置しておき、励起光源制御回路４を介して、各励起光源１１，…，１Ｎを別々に制御することで、ＷＤＭ信号光（主信号）に対する適切な利得傾斜の調整を行うことが可能になる。また、異なる波長の励起光を出力する複数の励起光源１１，…，１Ｎを設置しておき、励起光源制御回路４を介して、各励起光源１１，…，１Ｎを別々に制御することで、ＷＤＭ信号光（主信号）の一部波長帯域のみのレベル補正も可能になる。
【００４６】
例えば、異なる波長の励起光を出力する複数の励起光源１１，…，１Ｎの台数を３個とした場合を用いて、図５の励起光源装置１０Ａにおけるラマン利得効果の原理について、図６を用いてさらに説明する。図６は、図５の励起光源装置１０Ａにおけるラマン増幅効果の原理について説明する特性図であり、横軸に波長、縦軸に光電力量／ラマン利得を示している。
【００４７】
図６に示すように、３個の励起光源それぞれは、波長λｐ１，λｐ２，λｐ３の順に長くなる波長の励起光を出力する。３波の励起光によって、ラマン利得スペクトラムとして、それぞれの励起光よりも約１００ｎｍ程度長い波長域において、それぞれの波長λｐ１，λｐ２，λｐ３に応じて、ラマン利得５１、ラマン利得５２、ラマン利得５３の増幅効果が生じる。したがって、３波の励起光による総利得５４（すなわち、波長λｐ１，λｐ２，λｐ３の各励起光によるラマン利得の総和）として、図６に太線の曲線で示すような信号波長帯域に関する増幅量が得られる。
【００４８】
かかる３個の励起光源を用いている場合において、例えば、増幅量として、長い波長側以外の短波側の信号波長帯域に関してラマン増幅を行いたい場合には、次のように行う。短波側においてラマン増幅を行いたい場合には、最も波長が長い波長λｐ３を除いて、短波側にある２つの波長の励起光すなわち波長λｐ１，λｐ２の励起光を選択して増幅することを指示する制御信号を、励起光源装置１０Ａの励起光源制御回路４に送信すれば良い。その結果、図７に総利得５４Ａとして太線の曲線で示すような信号波長帯域に関する増幅量が得られる。図７は、図５の励起光源装置１０Ａにおけるラマン増幅効果の制御例を示す特性図であり、長い波長側以外の短波側の信号波長帯域に関してラマン増幅させた場合を一例として示している。
【００４９】
すなわち、図７では、破線で示すように、最も波長が長い波長λｐ３の励起光を出力させないで、短波側にある２つ波長λｐ１，λｐ２の励起光を出力させている。図７では、短波側の２波の励起光による総利得５４Ａ（すなわち、波長λｐ１，λｐ２の各励起光によるラマン利得の総和）として、短波側の増幅量が多くなり、太線の曲線で示すような信号波長帯域に関する増幅量が得られる。かくのごとく、波長が異なる励起光を出力する複数の励起光源１１，…，１Ｎを独立に選択して制御することにより、信号波長帯域毎に、ラマン利得の調整をきめ細かく行うことが可能となり、利得傾斜に対するより精度の高い利得調整が可能になる。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態として、図１、図５とはさらに異なる励起光源装置の構成例について、図８を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。図８に示す励起光源装置１０Ｂは、図１の場合と同様、利得等化装置１００内に設置される。また、励起光源装置１０Ｂは、図１の励起光源装置１０とは異なり、ラマン増幅用の励起光を出力する励起光源１の後段に、励起光源制御回路４からの制御により励起光のパワーレベルを可変に減衰して、分波器５に出力する可変減衰器９を追加して備えている。
【００５１】
図８に示す励起光源装置１０Ｂにおいては、可変減衰器９を追加して設置したことにより、励起光源１から出力されるラマン増幅用の励起光のパワーレベルをきめ細かく動的に調整することが可能になる。そのため、本実施形態の励起光源装置１０Ｂにおいては、ＷＤＭ信号光（主信号）に対するラマン増幅量をより精細に調整することができ、利得傾斜に対するより精度の高い利得調整が可能になる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態として、図１、図５および図８とはさらに異なる励起光源装置の構成の例について、図９を参照しながら説明する。図９は、本実施形態に係る励起光源装置の構成を示すブロック構成図である。図９に示す励起光源装置１０Ｃは、図１の場合と同様、利得等化装置１００内に設置される。図９に示す励起光源装置１０Ｃは、図１の励起光源装置１０とは異なり、ラマン増幅用の励起光を出力する励起光源１を上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とで共用していない。すなわち、図９に示す励起光源装置１０Ｃは、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とにそれぞれに独立させた別々の励起光源を備えている。
【００５２】
すなわち、図９に示す励起光源装置１０Ｃは、図１の励起光源装置１０における１個の励起光源１を変更して、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とのそれぞれに独立させた励起光源１Ａ、励起光源１Ｂとして２個の励起光源を備えている。また、図９に示す励起光源装置１０Ｃは、図１の励起光源装置１０における分波器５が削除されている。図９に示す励起光源装置１０Ｃは、励起光源１Ａ、励起光源１Ｂそれぞれから出力される励起光を、上り方向（ＵＰ）、下り方向（ＤＷ）それぞれのＷＤＭ合波器６Ａ、ＷＤＭ合波器６Ｂに直接接続した構成である。
【００５３】
なお、図９に示す励起光源装置１０Ｃは、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とのそれぞれの励起光源１Ａ、励起光源１Ｂを独立に制御することができる構成を備えている。すなわち、図９に示す励起光源装置１０Ｃは、図１の場合の励起光源制御回路４を、それぞれ、上り方向（ＵＰ）用の励起光源制御回路４Ａと下り方向（ＤＷ）用の励起光源制御回路４Ｂとに分けて設置した構成になっている。
【００５４】
図９に示す励起光源装置１０Ｃにおいては、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とのそれぞれの励起光源１Ａ、励起光源１Ｂを独立に制御することができる。そのため、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とで、ＷＤＭ信号光（主信号）に対するラマン増幅量をより精細に調整することができ、利得傾斜に対するより精度の高い利得調整が可能になる。さらには、上り方向（ＵＰ）と下り方向（ＤＷ）とで、別々に、励起光のＯＮ／ＯＦＦの設定を行うことも可能となる。
【００５５】
（第５の実施形態）
以上の各実施の形態においては、前述したように、励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、利得等化装置１００に内蔵された形態で設置されている場合について説明した。したがって、図１０に示すように、光ファイバ伝送中継システムにおける、ラマン増幅用の励起光源の光ファイバ上の挿入位置は、いずれの場合も、当該励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを内蔵した利得等化装置１００が設置される中継区間となる。すなわち、ラマン増幅用の励起光源の光ファイバ上の挿入位置は、利得等化装置１００が設置される中継区間である利得等化装置（ＧＥＱ：Gain  Equalizer）スパンとなる。
【００５６】
図１０は、光ファイバ中継伝送システムにおいてラマン増幅用の励起光源が光ファイバ上に挿入される中継区間の一例を示す説明図である。図１０に示すように、ラマン増幅用の励起光源を備えた励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、上り回線（ＵＰ）用の利得等化回路１０１Ａ、下り回線（ＤＷ）用の利得等化回路１０１Ｂを備えた利得等化装置１００内に内蔵されている。したがって、ラマン増幅用の励起光源は、当該利得等化回路１００が挿入される光ファイバ上の中継区間（図１０においては、光中継器９ｉと光中継器９ｊとの間の中継区間）に挿入されていることになる。なお、図１０においては、利得等化装置１００内に内蔵されている励起光源装置の回路構成として、図１に示した励起光源装置１０の場合について例示している。図１に示した励起光源装置１０に代えて、図５、図８、図９の励起光源装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを利得等化装置１００内に内蔵されている励起光源装置として用いた場合であっても同様である。
【００５７】
また、励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを、利得等化装置１００ではなく、光中継器に内蔵した形態で設置するようにしても良い。励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを光中継器に内蔵することにより、図１１に示すように、光ファイバ伝送中継システムにおける、ラマン増幅用の励起光源の光ファイバ上の挿入位置が、いずれの場合も、光中継器９０が設置される中継区間となる。すなわち、図１１では、ラマン増幅用の励起光源の光ファイバ上の挿入位置は、当該励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを内蔵した光中継器９０が設置される光中継器スパンとなっている。
【００５８】
図１１は、光ファイバ中継伝送システムにおいてラマン増幅用の励起光源が光ファイバ上に挿入される中継区間の図１０とは異なる例を示す説明図であり、光中継器が挿入される位置と同じ位置に挿入している場合を示している。図１１に示すように、ラマン増幅用の励起光源を備えた励起光源装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、上り回線（ＵＰ）用の光増幅器９１Ａ、下り回線（ＤＷ）用の光増幅器９１Ｂを備えた光中継器９０内に内蔵されている。したがって、ラマン増幅用の励起光源は、当該光中継器９０が挿入される光ファイバ上の中継区間（図１１においては、光中継器９ｋと光中継器９ｌとの間の中継区間）に挿入されていることになる。なお、図１１においても、光中継器９０内に内蔵されている励起光源装置の回路構成として、図１に示した励起光源装置１０の場合について例示しているが、図５、図８、図９の励起光源装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの場合であっても同様である。
【００５９】
（第６の実施形態）
前述したように、励起光源装置１０，１０Ｂ（，１０Ｃ，１０Ａ）のいずれの場合についても、ラマン増幅用の励起光源１（，１Ａ，１Ｂ，１１，…，１Ｎ）は、光ファイバ上を経由して送信されている制御情報を基にして、励起光源制御回路４（，４Ａ，４Ｂ）によって制御される構成である。励起光源装置１０，１０Ｂ（，１０Ｃ，１０Ａ）のいずれの場合についても、図１２に示すように、励起光源装置１０（、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を、光ファイバ伝送中継システムにおいて終端に設置される端局装置から遠隔制御することが可能である。
【００６０】
図１２は、光ファイバ上に挿入された励起光源装置を光ファイバ伝送中継システムにおける端局装置から遠隔制御する動作原理を説明する説明図であり、システム構成としては、図２に前述した構成と同じである。かくのごとき端局装置からの遠隔制御は、特に、光ファイバ伝送中継システムを光海底ケーブルシステムの有中継システムとして運用する場合には必須である。すなわち、光海底ケーブルシステムの有中継システムの場合、図１２に示すように、海底に敷設した光ファイバの光中継器９ｉと光中継器９ｊとの間の中継区間に、励起光源装置１０を内蔵した利得等化装置１００が設置されていることになる。この場合、利得等化装置１００は、利得波長特性の偏差を動的に補償することが可能な動的利得等化装置（ＡＧＥＱ）である。したがって、海底にある励起光源装置１０を陸上に設置される端局装置、例えば、当該励起光源装置１０の上り方向（ＵＰ）に設置されている端局装置８Ｂ、から遠隔制御することが不可欠になる。
【００６１】
図１２に示すように、端局装置８Ｂは、上り方向（ＵＰ）の光ファイバから伝送されてくるＷＤＭ信号光の伝送品質を常時モニタしている。端局装置８Ｂは、受信スペクトラムとして光ファイバ伝送路における利得傾斜の増加による伝送品質の劣化があらかじめ定めた閾値を超えて発生していることを検出すると（ステップＳ１）、利得傾斜を解消させるために必要とするラマン増幅用の励起光のパワーレベルを算出する。端局装置８Ｂは、励起光のパワーレベルを算出すると、パワーレベルに関する情報を含む励起光源制御用のコマンド信号（制御信号）を生成して、該当する励起光源装置１０に対して、下り方向（ＤＷ）の光ファイバを介して、送信する（ステップＳ２）。
【００６２】
励起光源装置１０においては、端局装置８Ｂから送信されてきた該コマンド信号（制御信号）を、前述したように、バンドパスフィルタ２Ｂ、フォトディテクタ３Ｂを介して、励起光源制御回路４に届ける。励起光源制御回路４は、送信されてきた該コマンド信号（制御信号）に基づいて、励起光源１を起動させて、ラマン増幅用の励起光を指定されたパワーレベルで出力させる。この結果、光ファイバ７ｉを介して次段に接続されている光中継器９ｉの入力パワーを増加させることにより、利得傾斜量の調整を行うことができる。
【００６３】
（第７の実施形態）
図１２に示す構成例においては、端局装置８Ｂにおいて光ファイバ伝送路における利得傾斜の増加を検出し、検出結果に基づいて、励起光源を遠隔制御により起動するとともに、励起光源から出力させる励起光のパワーレベルも遠隔制御により制御している。そのような構成に代えて、励起光源装置自身で、自律的に、利得傾斜の増加を検出し、検出結果に基づいて、励起光源を自動的に制御するように構成することも可能である。図１３は、本実施形態に係る励起光源装置の構成を示すブロック構成図であり、励起光源を自動制御する構成例を示している。なお、図１３に示す励起光源装置１０Ｄは、独立の装置として示しているが、図１０や図１１に説明したように、利得等化装置１００や光中継器９０内に内蔵させるように構成しても勿論構わない。
【００６４】
図１３に示す励起光源装置１０Ｄは、図１の励起光源装置１０において上り方向（ＵＰ）用のフォトディテクタ３Ａ、下り方向（ＤＷ）用のフォトディテクタ３Ｂの１個ずつ設置している構成から変更されている。すなわち、図１３に示す励起光源装置１０Ｄは、それぞれに、フォトディテクタ３Ａ１，３Ａ２、フォトディテクタ３Ｂ１、３Ｂ２と２個ずつ設置する構成である。また、図１３に示す励起光源装置１０Ｄは、図１の励起光源装置１０から励起光源制御回路４に係る構成が変更されている。すなわち、図１３に示す励起光源装置１０Ｄは、励起光源１を自動制御する機能を有する励起光源制御回路４Ｃを備えている。励起光源制御回路４Ｃは、上り方向（ＵＰ）のフォトディテクタ３Ａ１，３Ａ２の両者の出力の比較結果、下り方向（ＤＷ）のフォトディテクタ３Ｂ１、３Ｂ２の両者の出力の比較結果に基づいて励起光源１を自動制御する。
【００６５】
すなわち、上り方向（ＵＰ）用のフォトディテクタ３Ａ１，３Ａ２の両者は、上り方向（ＵＰ）のＷＤＭ信号光（主信号）の最短波側と最長波側とのパワーレベルを検出して、検出結果を励起光源制御回路４Ｃに出力する。また、下り方向（ＤＷ）用のフォトディテクタ３Ｂ１，３Ｂ２の両者は、下り方向（ＵＰ）のＷＤＭ信号光（主信号）の最短波側と最長波側とのパワーレベルを検出して、検出結果を励起光源制御回路４Ｃに出力する。励起光源制御回路４Ｃは、上り方向（ＵＰ）、下り方向（ＤＷ）それぞれのＷＤＭ信号光（主信号）の最短波側と最長波側とのパワーレベルの変化をモニタして、比較する。励起光源制御回路４Ｃは、パワーレベルの変化の比較結果に基づいて、ＷＤＭ信号光（主信号）のレベル偏差（チルト増加）が発生して、ＷＤＭ信号光（主信号）の利得傾斜が生じているか否かを検出する。
【００６６】
励起光源制御回路４Ｃは、ＷＤＭ信号光（主信号）の利得傾斜が発生していることを検出すると、該利得傾斜を解消させるために必要とするラマン増幅用の励起光のパワーレベルを算出して、励起光源１を起動して、指示したパワーレベルの励起光を出力させる。この結果として、光ファイバを介して次段に接続されている光中継器の入力パワーを増加させることにより、利得傾斜量の調整を自動的に行うことができる。したがって、光ファイバの修理や経年変化による損失（ＬＯＳＳ）の増加のような事態に対しても、自動的な利得傾斜の調整が可能であり、容易に対応することができる。
【００６７】
（第８の実施形態）
次に、励起光源装置自身で、自律的に、利得傾斜の増加を検出し、検出結果に基づいて、励起光源を自動的に制御する構成として、図１３の場合とは異なる構成の例を説明する。
【００６８】
図１４は、本実施形態に係る励起光源装置の構成を示すブロック構成図であり、励起光源を自動制御する構成例として図１３の場合とは異なる構成の例を示している。なお、図１４に示す励起光源装置１０Ｅは、独立の装置として示しているが、図１０や図１１に説明したように、利得等化装置１００や光中継器９０内に内蔵させるように構成しても勿論構わない。
【００６９】
図１の励起光源装置１０は、上り方向（ＵＰ）用のバンドパスフィルタ２Ａおよびフォトディテクタ３Ａ、下り方向（ＤＷ）用のバンドパスフィルタ２Ｂおよびフォトディテクタ３Ｂを備えている。そのような構成に代えて、図１４に示す励起光源装置１０Ｅは、上り方向（ＵＰ）用、下り方向（ＤＷ）用のそれぞれに、ＷＤＭ信号光（主信号）のレベル変動（チルト増加）の検出機能を有する光チャンネルモニタ（ＯＣＭ：Optical  Channel  Monitor）１２Ａ，１２Ｂを備えている。また、図１４に示す励起光源装置１０Ｅは、図１の励起光源装置１０における励起光源制御回路４に代えて、光チャンネルモニタ１２Ａ，１２Ｂの検出結果に基づいて励起光源１を自動制御する機能を有する励起光源制御回路４Ｄを備えている。
【００７０】
励起光源制御回路４Ｄは、光チャンネルモニタ１２Ａ，１２Ｂの検出結果として、ＷＤＭ信号光（主信号）のレベル変動（チルト増加）が発生しているという通知を受け取ることにより、ＷＤＭ信号光（主信号）の利得傾斜が発生していることを検知することができる。したがって、励起光源制御回路４Ｄは、該利得傾斜を解消させるために必要とするラマン増幅用の励起光のパワーレベルを算出して、励起光源１を起動して、指示したパワーレベルの励起光を出力させる。この結果として、光ファイバを介して次段に接続されている光中継器の入力パワーを増加させることにより、利得傾斜量の調整を自動的に行うことができる。したがって、光ファイバの修理や経年変化による損失（ＬＯＳS）の増加のような事態に対しても、自動的な利得傾斜の調整が可能であり、容易に対応することができる。
【００７１】
なお、光チャンネルモニタ１２Ａ，１２Ｂについては、ＷＤＭ信号光の光スペクトラム偏差を検出することが可能な別の代替手段を用いるようにしても構わない。かかる場合には、励起光源制御回路４Ｄにおいて、前記代替手段により検出されたＷＤＭ信号光の光スペクトラム偏差に関する情報に基づいて、ＷＤＭ信号光（主信号）の利得傾斜の発生の有無を判別するようにすれば良い。
【００７２】
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態について図を参照して説明する。図１５は、本実施形態の励起光源装置２００の構成を示すブロック構成図である。本実施形態の励起光源装置２００は、波長多重したＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際にラマン増幅用の励起光を出力する装置である。本実施形態の励起光源装置２００は、励起光出力手段２０１と、制御信号検出手段２０２と、励起光制御手段２０３と、合波手段２０４を備えている。
【００７３】
励起光出力手段２０１は、ラマン増幅用の励起光を出力する。制御信号検出手段２０２は、上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくるＷＤＭ信号光から励起光出力手段２０１の制御信号を検出する。励起光制御手段２０３は、制御信号に基づいて励起光出力手段２０１を制御する。合波手段２０４は、励起光を上り方向および下り方向のＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する。
【００７４】
本実施形態の励起光源装置２００は、制御信号検出手段２０２においてWDM信号光から制御信号を検出し、検出した制御信号に基づいて励起光制御手段２０３が励起光出力手段２０１の励起光の出力を制御している。また、励起光源装置２００は、合波手段２０４において励起光を上り方向および下り方向のＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力している。そのため、本実施形態の励起光源装置２００を用いることで、光ファイバを介して制御信号を送るによって励起光の出力の開始を制御することができるので、光ファイバの経年劣化等による利得傾斜発生時に、利得等化を行って良好な光伝送特性を確保することができる。
【００７５】
以上の各実施形態に係る励起光源装置、当該励起光源装置内蔵の利得等化装置、または、当該励起光源装置内蔵の光中継器の光伝送中継システム内の設置台数は１台のみでなくともよい。すなわち、各実施形態に係る励起光源装置、当該励起光源装置内蔵の利得等化装置、または、当該励起光源装置内蔵の光中継器は、光伝送中継システム内に必要に応じて、複数台設置することも可能である。
【００７６】
上記の各実施形態の励起光源装置、利得等化装置および光中継器は、それぞれ以下のような実施形態とすることもできる。
【００７７】
（１）本実施形態による励起光源装置は、
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際にラマン増幅用の励起光を出力する励起光源装置であって、
ラマン増幅用の励起光を出力する励起光源と、
上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から前記励起光源の制御用の制御信号光をそれぞれ抽出する上り方向用および下り方向用のバンドパスフィルタと、
前記上り方向用および下り方向用のバンドパスフィルタそれぞれから出力される前記制御信号光を検出して電気信号に変換し、該電気信号を制御信号として出力する上り方向用および下り方向用のフォトディテクタと、
前記上り方向用および下り方向用のフォトディテクタからそれぞれ出力される前記制御信号に基づいて、前記励起光源を制御する励起光源制御回路と、
前記励起光源が出力した前記励起光を上り方向用および下り方向用それぞれの励起光に分波する分波器と、
前記分波器により分波された上り方向用の前記励起光と上り方向の前記ＷＤＭ信号光とを、また、下り方向用の前記励起光と下り方向の前記ＷＤＭ信号光とを、それぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する２個の合波器と
を有することを特徴とする。
【００７８】
（２）本実施形態による利得等化装置は、波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムの構成要素として、光ファイバ上の中継区間に配置され、前記光ファイバ上に伝送される前記ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化機能を有する利得等化装置において、前記（１）に記載の励起光源装置を内蔵していることを特徴とする。
【００７９】
（３）本実施形態による光中継器は、波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムの構成要素として、光ファイバ上の中継区間に配置され、前記光ファイバ上に伝送される前記ＷＤＭ信号光を増幅中継する機能を有する光中継器において、前記（１）に記載の励起光源装置を内蔵していることを特徴とする。
【００８０】
また、上記の実施形態の励起光源装置、利得等化装置および光中継器によれば、以下のような効果を奏することができる。すなわち、本発明の各実施形態においては、ＷＤＭ信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて、光ファイバ（光伝送路）の中継区間に、ラマン増幅用の励起光源装置を設置し、光ファイバの経年劣化や修理等のために、光伝送路の損失変動が発生して、ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した場合に起動して、励起光源からの励起光によるラマン増幅効果によって、次段の光中継器に対するＷＤＭ信号光の入力パワーを適切に制御するようにしているので、次段以降の光中継器の利得傾斜の発生を抑止し、良好な光伝送特性を確保することができる。
【００８１】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００８２】
（付記１）
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際にラマン増幅用の励起光を出力する励起光源装置であって、
ラマン増幅用の励起光を出力する励起光出力手段と、
上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から前記励起光出力手段の制御信号を検出する制御信号検出手段と、
前記制御信号に基づいて前記励起光出力手段を制御する励起光制御手段と、
前記励起光を上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力する合波手段と
を備えることを特徴とする励起光源装置。
【００８３】
（付記２）
前記励起光出力手段は、それぞれ波長が異なる複数の前記励起光を出力する手段を有し、
前記合波手段は、前記励起光出力手段から出力されるそれぞれ波長が異なる複数の前記励起光が合波された前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１に記載の励起光源装置。
【００８４】
（付記３）
前記励起光出力手段から出力される前記励起光のパワーレベルを減衰して出力する可変減衰手段をさらに備え、
前記合波手段は、前記減衰手段が減衰した前記前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１または２に記載の励起光源装置。
【００８５】
（付記４）
前記励起光出力手段が出力する前記励起光を、上り方向用および下り方向用それぞれの前記励起光に分波する分波手段をさらに備え、
前記合波手段は、前記分波手段が分波した上り方向用の前記励起光と上り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波してり方向の光ファイバに出力し、下り方向用の前記励起光と下り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波して、下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１から３いずれかに記載の励起光源装置。
【００８６】
（付記５）
前記励起光出力手段は、上り方向用の励起光源と下り方向用の励起光源とを備え、
前記励起光制御手段は、前記制御信号に基づいて、前記上り方向用の励起光源と前記下り方向用の励起光源それぞれを別々に制御することを特徴とする付記１から３いずれかに記載の励起光源装置。
【００８７】
（付記６）
制御信号検出手段は、上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から前記励起光出力手段の制御用の制御信号光を上り方向および下り方向の光ファイバからそれぞれ抽出する信号抽出手段をさらに備え、
前記制御信号検出手段は、前記制御信号光を電気信号に変換し、前記電気信号を前記制御信号として出力することを特徴とする付記1から５いずれかに記載の励起光源装置。
【００８８】
（付記７）
前記制御信号検出手段は、上り方向の前記ＷＤＭ信号光の主信号における最短波側と最長波側とのパワーレベルと、下り方向の前記ＷＤＭ信号光の主信号における最短波側と最長波側とのパワーレベルをそれぞれ検出し、
前記励起光制御手段は、上り方向の前記ＷＤＭ信号光および下り方向の前記ＷＤＭ信号光における前記最短波側と前記最長波側のパワーレベルをそれぞれ比較して、上り方向または下り方向の前記ＷＤＭ信号光の少なくとも一方の主信号にパワーレベル偏差が発生していることを検知した場合に、前記パワーレベル偏差を解消させるために必要とする前記励起光のパワーレベルを算出し、前記励起光出力手段から算出した前記パワーレベルの励起光を出力させるように前記励起光出力を制御することを特徴とする付記１から５いずれかに記載の励起光源装置。
【００８９】
（付記８）
前記制御信号検出手段は、上り方向および下り方向それぞれの光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光の主信号のパワーレベルの変動を検出する手段をさらに備え、
前記励起光制御手段は、前記主信号パワーレベルの変動の検出結果に基づいて、前記主信号の利得傾斜の発生を検知した際に、前記利得傾斜を解消させるために必要とする前記励起光のパワーレベルを算出し、前記励起光出力手段から算出した前記パワーレベルの励起光を出力させるように前記励起光出力手段を制御することを特徴とする付記１から５いずれかに記載の励起光源装置。
【００９０】
（付記９）
上り方向および下り方向それぞれの光ファイバ中を伝送してくる前記制御信号光は、前記光ファイバ伝送中継システムを構成する端局装置において実施される光伝送品質の監視結果に基づいて、前記端局装置から送信されてくるものであることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の励起光源装置。
【００９１】
（付記１０）
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムの構成要素として、光ファイバ上の中継区間に配置され、前記光ファイバ上に伝送される前記ＷＤＭ信号光の利得波長特性の偏差を補償する利得等化機能を有する利得等化装置において、付記１から９のいずれかに記載の励起光源装置を内蔵していることを特徴とする利得等化回路。
【００９２】
（付記１１）
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムの構成要素として、光ファイバ上の中継区間に配置され、前記光ファイバ上に伝送される前記ＷＤＭ信号光を増幅中継する機能を有する光中継器において、付記１から９のいずれかに記載の励起光源装置を内蔵していることを特徴とする利得等化回路。
【００９３】
（付記１２）
波長多重したＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）信号光を伝送する光ファイバ伝送中継システムにおいて光ファイバの中継区間に設置して、前記ＷＤＭ信号光の利得傾斜が発生した際の利得等化方法あって、
上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光からラマン増幅用の励起光を出力する励起光源の制御信号を検出し、
前記制御信号に基づいて前記励起光源を制御し、
前記励起光源からラマン増幅用の前記励起光を出力し、
前記励起光を上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする利得等化方法。
【００９４】
（付記１３）
出力する前記励起光の波長がそれぞれ異なる複数の前記励起光源から前記励起光をそれぞれ出力し、
複数の前記励起光源からそれぞれ出力される前記励起光が合波された前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１２に記載の利得等化方法。
【００９５】
（付記１４）
前記励起光源から出力される前記励起光のパワーレベルを減衰して出力し、
減衰した前記前記励起光を、上り方向および下り方向の前記ＷＤＭ信号光にそれぞれ合波して、上り方向の光ファイバおよび下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１３または１４に記載の利得等化方法。
【００９６】
（付記１５）
前記励起光源から出力される前記励起光を、上り方向用および下り方向用それぞれの前記励起光に分波し、
分波した上り方向用の前記励起光と上り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波してり方向の光ファイバに出力し、下り方向用の前記励起光と下り方向の前記ＷＤＭ信号光を合波して、下り方向の光ファイバにそれぞれ出力することを特徴とする付記１２から１４いずれかに記載の利得等化方法。
【００９７】
（付記１６）
前記制御信号に基づいて、前記上り方向用の励起光源と前記下り方向用の励起光源それぞれを別々に制御し、
上り方向用の励起光源と下り方向用の励起光源から前記励起光をそれぞれ出力することを特徴とする付記１２から１４いずれかに記載の利得等化方法。
【００９８】
（付記１７）
上り方向および下り方向の光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光から前記励起光源の制御用の制御信号光を上り方向および下り方向の光ファイバからそれぞれ抽出し、
前記制御信号光を電気信号に変換し、前記電気信号を前記制御信号として出力することを特徴とする付記１２から１６いずれかに記載の利得等化方法。
【００９９】
（付記１８）
上り方向の前記ＷＤＭ信号光の主信号における最短波側と最長波側とのパワーレベルと、下り方向の前記ＷＤＭ信号光の主信号における最短波側と最長波側とのパワーレベルをそれぞれ検出し、
上り方向の前記ＷＤＭ信号光および下り方向の前記ＷＤＭ信号光における前記最短波側と前記最長波側のパワーレベルをそれぞれ比較して、上り方向または下り方向の前記ＷＤＭ信号光の少なくとも一方の主信号にパワーレベル偏差が発生していることを検知した場合に、前記パワーレベル偏差を解消させるために必要とする前記励起光のパワーレベルを算出し、前記励起光出力手段から算出した前記パワーレベルの励起光を出力させるように前記励起光源を制御することを特徴とする付記１２から１６いずれかに記載の利得等化方法。
【０１００】
（付記１９）
上り方向および下り方向それぞれの光ファイバ中を伝送してくる前記ＷＤＭ信号光の主信号のパワーレベルの変動を検出し、
前記主信号パワーレベルの変動の検出結果に基づいて、前記主信号の利得傾斜の発生を検知した際に、前記利得傾斜を解消させるために必要とする前記励起光のパワーレベルを算出し、前記励起光出力手段から算出した前記パワーレベルの励起光を出力させるように前記励起光出力を制御することを特徴とする付記１２から１６いずれかに記載の利得等化方法。
【０１０１】
（付記２０）
上り方向および下り方向それぞれの光ファイバ中を伝送してくる前記制御信号光は、前記光ファイバ伝送中継システムを構成する端局装置において実施される光伝送品質の監視結果に基づいて、前記端局装置から送信されてくるものであることを特徴とする付記１２から１８いずれかに記載の利得等化方法。
【０１０２】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１０３】
この出願は、２０１６年３月３０日に出願された日本出願特願２０１６−６７７３１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１０４】
１        励起光源
１Ａ      励起光源
１Ｂ      励起光源
２Ａ      バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２Ｂ      バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３Ａ      フォトディテクタ（ＰＤ）
３Ａ１，３Ａ２    フォトディテクタ（ＰＤ）
３Ｂ      フォトディテクタ（ＰＤ）
３Ｂ１，３Ｂ２    フォトディテクタ（ＰＤ）
４        励起光源制御回路
４Ａ      励起光源制御回路
４Ｂ      励起光源制御回路
４Ｃ      励起光源制御回路
４Ｄ      励起光源制御回路
５        分波器５、
６Ａ      ＷＤＭ合波器
６Ｂ      ＷＤＭ合波器
７Ａ      光ファイバ
７Ｂ      光ファイバ
８        励起光合波器
８Ａ      端局装置
８Ｂ      端局装置
９        可変減衰器
１０      励起光源装置
１０Ａ    励起光源装置
１０Ｂ    励起光源装置
１０Ｃ    励起光源装置
１０Ｄ    励起光源装置
１０Ｅ    励起光源装置
１１，…，１Ｎ    励起光源
１２Ａ    光チャンネルモニタ（ＯＣＭ）
１２Ｂ    光チャンネルモニタ（ＯＣＭ）
５１      ラマン利得（波長λｐ１の励起光による）
５２      ラマン利得（波長λｐ２の励起光による）
５３      ラマン利得（波長λｐ３の励起光による）
５４      総利得
５４Ａ    総利得
７１，…，７ｉ，７ｊ，…，７ｋ，７ｌ，…,７ｎ    光ファイバ
９０      光中継器
９１      光中継器
９１Ａ    光増幅器
９１Ｂ    光増幅器
９２，９３，…，９ｉ，９ｊ，…，９ｋ，９ｌ，…，９ｎ    光中継器
１００    利得等化装置
１０１Ａ  利得等化回路
１０１Ｂ  利得等化回路
２００    励起光源装置
２０１    励起光出力手段
２０２    制御信号検出手段
２０３    励起光制御手段
２０４    合波手段
【図１】
0006773111.tif 000002
【図２】
0006773111.tif 000003
【図３】
0006773111.tif 000004
【図４】
0006773111.tif 000005
【図５】
0006773111.tif 000006
【図６】
0006773111.tif 000007
【図７】
0006773111.tif 000008
【図８】
0006773111.tif 000009
【図９】
0006773111.tif 000010
【図１０】
0006773111.tif 000011
【図１１】
0006773111.tif 000012
【図１２】
0006773111.tif 000013
【図１３】
0006773111.tif 000014
【図１４】
0006773111.tif 000015
【図１５】
0006773111.tif 000016