(57)【要約】【課題】光ファイバケーブル断線等の物理的障害に起因した損失増加による伝送品質劣化を抑圧した、分布定数型の光増幅中継器を得る。【解決手段】２線双方向光伝送システムの光増幅中継器であって、第一の信号光に対応した第一の励起光を出力する第一の励起光源と、第二の信号光に対応した第二の励起光を出力する第二の励起光源と、前記第一及び第二の励起光源の出力強度をそれぞれ制御する制御手段と、前記第一の励起光と前記第二の励起光とを、分岐比ａ：ｂ（ただしａ＞ｂ）で合分波した第一光信号用励起光と、分岐比ｂ：ａで合分波した第二光信号用励起光とを出力する光合分波手段と、前記第一光信号用励起光に基づいて前記第一の方向の信号光を増幅する第一の光増幅手段と、前記第二光信号用励起光に基づいて前記第二の方向の信号光を増幅する第二の光増幅手段とを備える。【選択図】　　図１
2004104473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線双方向光伝送システムの光増幅中継器であって、
第一の信号光に対応した第一の励起光を出力する第一の励起光源と、
第二の信号光に対応した第二の励起光を出力する第二の励起光源と、
前記第一及び第二の励起光源の出力強度をそれぞれ制御する制御手段と、
前記第一の励起光と前記第二の励起光とを、分岐比ａ：ｂ（ただしａ＞ｂ）で合分波した第一光信号用励起光と、分岐比ｂ：ａで合分波した第二光信号用励起光とを出力する光合分波手段と、
前記第一光信号用励起光に基づいて前記第一の方向の信号光を増幅する第一の光増幅手段と、
前記第二光信号用励起光に基づいて前記第二の方向の信号光を増幅する第二の光増幅手段とを備えたことを特徴とする光増幅中継器。
【請求項２】
光合分波手段は、分岐比ａ：ｂ＝６０：４０〜９０：１０の範囲に設定されたことを特徴とする、請求項１に記載の光増幅中継器。
【請求項３】
光合分波手段は、分岐比ａ：ｂ＝８０：２０に設定されたことを特徴とする、請求項１に記載の光増幅中継器。
【請求項４】
制御手段は、前記第一又は第二の光信号の損失増加量に基づいて、前記第一及び第二の光信号の出力強度を決定する構成とされたことを特徴とする、請求項１ないし３の何れかに記載の光増幅中継器。
【請求項５】
第一及び第二の励起光源は、信号光を誘導ラマン増幅させる所定波長の励起光を出力し、
第一及び第二の光増幅手段は、信号光を伝送して光増幅中継器に入力するとともに、各々対応する第一光信号用励起光若しくは第二光信号用励起光に基づいて前記信号光をラマン増幅処理する光ファイバケーブルを有する構成とされたことを特徴とする、請求項１ないし４の何れかに記載の光増幅中継器。
【請求項６】
第一及び第二の光増幅手段は、信号光を伝送して光増幅中継器に入力するとともに、各々対応する第一光信号用励起光若しくは第二光信号用励起光に基づいて前記信号光を増幅処理する希土類添加光ファイバケーブルを有し、
第一及び第二の励起光源は、前記希土類添加光ファイバを励起させる所定波長の励起光を出力する構成とされたことを特徴とする、請求項１ないし４の何れかに記載の光増幅中継器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバを伝送路並びに増幅媒体として使用する分布定数型光増幅技術を適用した光増幅中継器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光通信システムでは、エルビウム添加光ファイバ（以下、「ＥＤＦ」：Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒと呼ぶ）を用いた増幅器を採用するのが一般的であった。このＥＤＦ増幅中継器は、Ｃ帯と言われる１５３０〜１５７０ｎｍの４０ｎｍの増幅帯域特性を有するが、光ファイバを長尺化し増幅帯域を長波長側にシフトさせることによりＬ帯と言われる１５７０〜１６１０ｎｍの増幅帯域４０ｎｍの増幅特性を有する長波長ＥＤＦ増幅中継器を併用しても、増幅帯域幅は８０ｎｍに制限され、光通信システムの伝送容量の拡大を制限する大きな要因となっていた。
【０００３】
また、Ｃ帯及びＬ帯のＥＤＦ増幅中継器を併用する場合、異なる波長帯を合分波するための光カプラが必要となるが、合波用光カプラの損失は中継器への入力信号レベルを低下させて、等価的に雑音指数も劣化する。陸上システムのような比較的中継距離が短い光通信システムでは雑音指数の劣化の影響は小さいものの、光海底ケーブルシステムのような中継距離が非常に長い（例えば大洋横断距離）光通信システムでは、雑音指数劣化に伴う信号対雑音比（以下「ＳＮＲ」と呼ぶ）劣化により、通信品質が著しく低下し通信不能となる場合も生じる。
【０００４】
かかる課題を解決する方法として、光ファイバの非線形効果である誘導ラマン散乱現象を利用したラマン増幅器の開発が近年盛んに行われている。ラマン増幅は信号光の波長に対して１００ｎｍ程度波長が短く光強度が高い光を励起光として用いることで光増幅が可能となる現象である。
【０００５】
このラマン増幅では、励起光波長の設定により任意の波長の信号光を選択的に増幅することができ、信号波長の広帯域化が容易である。また、ラマン増幅器は伝送路である光ファイバ自身を増幅媒体として用いることができるため、長手方向に対して分布定数的な増幅が可能となり、集中定数的なＥＤＦ増幅中継器に比べてＳＮＲ劣化を抑圧し、長距離伝送が可能となるという利点も有する。
【０００６】
従って、光ファイバの伝送特性ばらつきが比較的大きい陸上システムに比べて、伝送路ファイバの特性が安定している光海底ケーブルシステムにおいてラマン増幅器を中継器として適用するメリットは大きい。
【０００７】
一方、光海底ケーブルシステムでは海底に敷設した中継器や光ファイバケーブルは簡単に修理することができないため、中継器には部品点数の削減と高い信頼性が求められる。
【０００８】
図４は、従来の光海底ケーブルシステム用光増幅中継器の構成図である（例えば、特許文献１参照。）。
図４において１１ａ、１１ｂはＥＤＦ、２ａ、２ｂは励起光源、５ａ、５ｂは励起光と信号光とを合波するＷＤＭカプラ、７は励起光源２ａ、２ｂの制御回路、９は制御回路７に電力を供給する電源回路、６ａ、６ｂはアイソレータ、１２ａ、１２ｂは光フィルタ、８は給電線、１０は２つの励起光源２ａ、２ｂの出力光Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを合波・分波して、均等にあるいは割合調整して分波された２つの励起光Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂで第１および第２のＥＤＦ１１ａ、１１ｂをそれぞれ励起する光合分波器である。
【０００９】
ＥＤＦ１１ａ、１１ｂに代表される希土類添加光ファイバを増幅媒体として採用した場合、励起光が供給されない時には、ＥＤＦは光信号の吸収媒体となり信号光が不通となるため、第２の光合分波器１０を用いた冗長構成を採用することにより、励起光源２ａ、２ｂのいずれか１つが故障しても励起光Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂの強度は双方同時にゼロにならない。その結果、ＥＤＦの利得は減少するが、光信号の普通という致命的なシステム障害の発生を回避することができる。
【００１０】
さらに励起光源２ａもしくは２ｂのどちらかが故障した場合に、もう一方の励起光源２ａまたは２ｂの出力を増加できるように制御回路７を設計することで、励起光Ｐ１０ａ、Ｐ１０ｂの強度を故障前と略同一レベルに設定することも可能である。
【００１１】
ここで、前記第２の光合分波器１０は２つの入力ポートと２つの出力ポートを有し、どちらかの入力ポートから入射した光信号が２つの出力ポートに各々均等に分配される。前記従来文献には第２の光合分波器１０の光信号の分岐比は均等に限定されるものではなく、任意の分岐比であっても同等の効果が得られることが示唆されている。
具体的には、第２の光合分波器１０の分岐比が４０：６０である場合、例えば一方の励起光源２ａが故障しても、励起光は故障前に比べて６０％減するだけに過ぎないため、上述のようにＥＤＦが光信号の吸収媒体になることはない。
【００１２】
しかし、第２の光合分波器１０の分岐比が９９：１であった場合、一方の励起光源２ａが故障すると、励起光は故障前に比べて１％減少するだけだが、Ｐ１０ｂは故障前に比べて９９％減少することになり、冗長構成を有しない図５の光増幅中継器と同等となって、前述の効果は得られない。このことは、第２の光合分波器１０の分岐比は任意に設定されるものではなく、５０：５０の分岐比及びその近傍に制限されることを示す。これは、前記従来文献において「通常『３ｄＢカプラ』と称されており」との表記があることからも明らかである。
【００１３】
また、図６はＥＤＦ増幅中継器の増幅利得の特性図である。ＥＤＦ増幅中継器の利得の入力光強度依存性はセルフヒーリング効果を有し、入力光強度が小さい領域において増幅利得はほぼ一定であるが、入力光強度が増加するにしたがって増幅利得が飽和する。そのため、増幅利得の飽和領域で当該ＥＤＦ増幅中継器を動作させると、入力光強度の変化に対して出力光強度の変化が抑圧されることになり、出力光強度の安定化することができる。したがって、光ファイバケーブルの伝送路損失ばらつきや、ケーブル切断等の物理的障害が生じた光ファイバケーブルの修理時に生じる損失増加による出力変動を抑圧して、中継器出力を一定に保ち、伝送システムの品質を安定化することができる。
【００１４】
【特許文献１】
特許第２６６９４８３号明細書（段落［００１８］〜［００２４］、第１図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の通り、励起光源の冗長構成をラマン増幅器に適用することにより、励起光源の故障による性能劣化を抑圧し、光通信システムの信頼性を高めることができる。しかし、伝送路光ファイバケーブル自体を増幅媒体として用いる分布定数的なラマン増幅器を中継器として適用した場合には、光ファイバケーブル切断等の物理的障害の影響は以下のような問題を生じる。
【００１６】
図７は、冗長構成を採用した従来のラマン増幅中継器の構成図である。図７において１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは伝送路かつラマン増幅媒体として用いる光ファイバケーブル、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは励起光源、３ａ、３ｂはそれぞれ前記励起光源２ａと２ｂ、ならびに２ｃと２ｄからの励起光を合波する光合波器、５ａ、５ｂは信号光とラマン励起光とを合分波するＷＤＭカプラ、６ａ、６ｂは光アイソレータ、７は前記励起光源２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを制御する制御回路、８は給電ケーブル、９は前記給電線８から前記制御回路７へ電源を供給する電源回路、１０は前記光合波器３ａ、３ｂからの励起光Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを合波し、第１の方向（以下「上り方向」とする）の回線用励起光Ｐ４ａと第２の方向（以下「下り方向」とする）の回線用励起光Ｐ４ｂとに均等に分波する光合分波器である。
【００１７】
正常時に励起光源２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄからの励起光強度が１００ｍＷであった場合、光合波器３ａによって励起光Ｐ３ａ、Ｐ３ｂはそれぞれ２００ｍＷとなる。なお、説明を簡単にするため、以後の説明では各光部品の損失はないものと仮定する。
【００１８】
励起光Ｐ３ａ、Ｐ３ｂはさらに第２の光合分波器１０で合波された後、分波される。その結果、上り方向用光ファイバケーブル１ａと下り方向用光ファイバケーブル１ｃに送り出される励起光Ｐ５ａ、Ｐ５ｂはそれぞれ２００ｍＷとなる。
【００１９】
ここで、光ファイバケーブルの断線障害が発生した場合について考える。
前記ラマン増幅中継器において、入力側にある上り方向用光ファイバケーブル１ａと、出力側にある下り方向用光ファイバケーブル１ｄとは、同一ケーブル束内に収容されている。ラマン増幅中図中左側の継器の直近で断線が生じた場合、上り方向では入力側光ファイバ１ａが断線し、下り方向では出力側光ファイバ１ｄが断線する。ここで、断線した光ファイバケーブルを修復すると損失が増加し、下り方向（光ファイバケーブル１ｄ）では信号光強度が低下するのみであるが、上り方向（光ファイバケーブル１ａ）では、信号光強度の低下と同時に励起光強度の低下が生じる。その結果、上り方向の信号の伝送品質は、下り方向に比べて著しく劣化してしまう。
【００２０】
これに対し、励起光源２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄからの励起光強度を増加させることにより、上り方向の信号の伝送品質劣化を回復させることが可能となる。例えば、生じた損失が３ｄＢであった場合、全励起光源の出力を２倍にすれば光ファイバケーブル１ａに入力する励起光強度は断線前と同一レベルに戻すことができる。
【００２１】
しかし、この場合には、励起光強度の低下が生じていない下り方向の信号入力側の光ファイバケーブル１ｃにおいても、励起光強度が断線前に比べて２倍に増大される。その結果、光ファイバケーブル１ｃでは信号光強度が著しく増加し、特に波長多重伝送において問題となる、相互位相変調、四光波混合、および誘導ブリリュアン散乱といった非線形光学効果が発生し、下り方向の信号の伝送品質が劣化する。
【００２２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、光ファイバケーブル断線等の物理的障害に起因した損失増加による伝送品質劣化を抑圧した、分布定数型の光増幅中継器を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明に係る光増幅中継器は、２線双方向光伝送システムの光増幅中継器であって、第一の信号光に対応した第一の励起光を出力する第一の励起光源と、第二の信号光に対応した第二の励起光を出力する第二の励起光源と、前記第一及び第二の励起光源の出力強度をそれぞれ制御する制御手段と、前記第一の励起光と前記第二の励起光とを、分岐比ａ：ｂ（ただしａ＞ｂ）で合分波した第一光信号用励起光と、分岐比ｂ：ａで合分波した第二光信号用励起光とを出力する光合分波手段と、前記第一光信号用励起光に基づいて前記第一の方向の信号光を増幅する第一の光増幅手段と、前記第二光信号用励起光に基づいて前記第二の方向の信号光を増幅する第二の光増幅手段とを備える。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本実施の形態１のラマン増幅中継器の構成図である。図１において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは伝送路かつラマン増幅媒体として用いる光ファイバケーブル、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは励起光源、３ａ、３ｂはそれぞれ前記励起光源２ａと２ｂ、ならびに２ｃと２ｄからの励起光を合波する光合波器、４は前記光合波器３ａからの励起光Ｐ３ａと前記光合波器３ｂからの励起光Ｐ３ｂを合波して、所定の分岐比で上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとを出力する光合分波器、５ａ、５ｂは信号光とラマン励起光とを合分波するＷＤＭカプラ、６ａ、６ｂは光アイソレータ、７は前記励起光源２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを制御する制御回路、８は給電ケーブル、９は前記給電線８から前記制御回路７へ電源を供給する電源回路、１０は前記光合波器３ａ、３ｂからの励起光Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを合波し、上り方向の回線用励起光Ｐ４ａと下り方向の回線用励起光Ｐ４ｂとに均等に分波する光合分波器である。
【００２５】
次に、上記の通り構成される本実施の形態１のラマン増幅中継器の動作について説明する。
各励起光源２ａ〜２ｄは、それぞれ光出力１００ｍＷで励起光を出力する。３ａは励起光源２ａと２ｂを合波し合成励起光Ｐ３ａを出力する。同様に３ｂは励起光源２ｃと２ｄを合波し合成励起光Ｐ３ｂを出力する。
【００２６】
光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ａを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとを分岐比Ｐ５ａ：Ｐ５ｂ＝８０：２０で分岐して出力する。また、光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ｂを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとを分岐比Ｐ５ａ：Ｐ５ｂ＝２０：８０で分岐して出力する。
【００２７】
上り方向回線用励起光Ｐ５ａは、ＷＤＭカプラ５ａに入力され光ファイバケーブル１ａから出力された光信号と合成される。増幅後の光信号は光アイソレータ６ａを経て、上り方向出力側の光ファイバケーブル１ｂに出力される。
同様に、下り方向回線用励起光Ｐ５ｂは、ＷＤＭカプラ５ｂに入力され光ファイバケーブル１ｃから出力された光信号と合成される。増幅後の光信号は光アイソレータ６ｂを経て、下り方向出力側の光ファイバケーブル１ｄに出力される。
【００２８】
当該ラマン増幅中継器が正常動作をしている場合において、制御回路７は各励起光源２ａ〜２ｄに対し、予め設定された光強度（上記の例では１００ｍＷ）で励起光を出力するように指示する。この場合、上り方向回線用励起光Ｐ５ａ及び下り方向回線用励起光Ｐ５ｂの光強度をそれぞれ２００ｍＷとなる。
【００２９】
次に、上り方向用光ファイバケーブル１ａ及び下り方向用光ファイバケーブル１ｄのラマン増幅中継器直近において、光ファイバケーブルの断線障害が発生し、これを修復する際に損失が増加して、下り方向（光ファイバケーブル１ｄ）では信号光強度が低下し、上り方向（光ファイバケーブル１ａ）では、信号光強度の低下と同時に励起光強度の低下が生じた場合について考える。ここで、当該修復に伴う各信号光及び励起光の損失増加量は３ｄＢであるものとする。
【００３０】
光通信システムの受信局では、光ファイバケーブルの修復に伴う各信号光及び励起光の損失増加量（３ｄＢ）を測定する。当該受信局は、上り方向回線用励起光Ｐ５ａの損失増加量を補償するため、前記ラマン増幅中継器の制御回路７に対して、上り方向に対応した励起光源２ａ、２ｂの励起光強度を、１００ｍＷから２００ｍＷに増大させるための制御コマンドを、制御ケーブル（図１に図示せず）を用いて送信する。
【００３１】
制御回路７は、上記制御コマンドに従い励起光源２ａ、２ｂの励起光強度を増大させる。この場合、合成励起光Ｐ３ａの強度は４００ｍＷとなり、合成励起光Ｐ３ｂの強度は２００ｍＷとなる。
【００３２】
光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ａ及びＰ３ａを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとに前述の分岐比に従い分岐する。
即ち上り方向回線用励起光Ｐ５ａは、合成励起光Ｐ３ａからの３２０ｍＷ（＝４００ｍＷ×０．８）と、合成励起光Ｐ３ｂからの４０ｍＷ（＝２００ｍＷ×０．２）の和３６０ｍＷとなる。一方下り方向回線用励起光Ｐ５ｂは、合成励起光Ｐ３ａからの８０ｍＷ（＝４００ｍＷ×０．２）と、合成励起光Ｐ３ｂからの１６０ｍＷ（＝２００ｍＷ×０．８）の和である２４０ｍＷとなる。
【００３３】
その結果、光ケーブル断線の修復に伴う損失増加分３ｄＢを考慮し、光ファイバケーブル１ａには１８０ｍＷの励起光が供給される。一方、光ファイバケーブル１ｃには２４０ｍＷの励起光が供給され、上り／下り方向の励起光の分配は正常状態に近い状態となる。
【００３４】
図２は、上り方向の入力端直近の光ファイバが断線し、その修復によって３ｄＢの損失増加が生じた場合において、ラマン増幅中継器内の第１の光合分波器４の分岐比によって伝送品質の一指標であるＱ値と信号光出力強度がどのように変化するかを表した特性図である。
ここで上記特性図２は、光通信システムの総光ケーブル長１２，０００ｋｍ、中継器間隔５０ｋｍ（うち中継器出力側３５ｋｍは有効コア断面積が広い正分散ファイバ、中継器入力側１５ｋｍは有効コア断面積が狭い負分散ファイバ）、励起光源の出力強度は１００ｍＷで、光ファイバケーブル１ａ、１ｃと励起光源との間にある光部品の損失和は１ｄＢ、ラマン利得は１２．３ｄＢ、１チャネルあたりの信号光の送信レベルを−５．８ｄＢｍであるものと仮定して、シミュレーション演算した結果である。
【００３５】
図２より、正常時に１３．１ｄＢであったＱ値は、３ｄＢの損失増加によって１２．８ｄＢにまで劣化する。ここで、３台の中継器により中継処理が行われた後に、上り方向の信号光出力強度が切断修復点以前の光信号強度まで回復するよう、損失増加箇所の下流にある３台の中継器の励起光強度をそれぞれ１ｄＢ増加させる補償を行うと、中継処理後の光信号のＱ値は１３．０ｄＢに回復する。
【００３６】
以上のとおり、上り方向の励起光強度変更によって、下り方向のＱ値は第１の光合分波器４の分岐比によらずにほぼ一定に回復できる。しかし、前述した図７に示す従来のラマン増幅中継器のように、上り方向回線用励起光と下り方向回線用励起光の強度が同一である場合（第１の光合分波器４の分岐比が５０：５０である場合）には、下り方向の光信号出力強度は２．５ｄＢ増加する。
なお、対向方向（上り方向の入力端直近で断線障害が発生した場合における下り方向）の光信号強度の増加分は、前記第１の光合分波器４の分岐比が６０：４０の場合は１．８ｄＢ、７０：３０の場合は１．２ｄＢ、８０：２０の場合は０．８ｄＢとなる。
【００３７】
一般に波長多重で長距離光伝送を行う場合、信号光強度が強いことによって生じる四光波混合、相互位相変調、あるいは誘導ブリリュアン散乱といった非線形光学効果によって伝送品質が著しく劣化することになるため、過度の光強度増加は好ましくない。
【００３８】
以上の通り、本実施の形態１のラマン増幅中継器によれば、第１の光光合分波器４の分岐比を非均等でかつ、対応する励起光源２ａ、２ｂからの励起光の比率が他の励起光源２ｃ、２ｄより大きくなるように選択することにより、光海底ケーブルシステムのように伝送距離が非常に長く、挿入される中継器の段数が多い光通信システムにおいて、光ファイバケーブルの物理的障害の修復の際に生じる損失増加による通信品質（Ｑ値）の劣化を適切に補償しつつ、光信号出力強度増加に伴う伝送品質劣化も抑圧することが可能である。
【００３９】
なお、本実施の形態１では第１の光合分波器４の分岐比が８０：２０（対向方向については２０：８０）である場合について説明したが、当該分岐比は６０：４０から９０：１０の範囲内で、予備的な実験や計算機シミュレーションに基づいて適切な値が設定され、ラマン利得の設定値や光信号の送信レベルを変えることで適切な分岐比が異なる。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、光ファイバーケーブルをラマン増幅媒体とするラマン増幅中継器において、分岐比が均等ではない光合分波器を用いて複数の励起光源の出力を合分波処理したが、本実施の形態２では、ＥＤＦケーブルを入力側の伝送路媒体として用いるＥＤＦ増幅中継器において分岐比が均等ではない光合分波器を用いる。
なお、本実施の形態２と前記実施の形態１とは、入力側の伝送路媒体がＥＤＦケーブルである点が異なるものであり、その他の構成は同様であるため、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３は本実施の形態２のＥＤＦ増幅中継器の構成図である。図３にといて、１３ａ、１３ｂは入力側の伝送路媒体として用いられるＥＤＦケーブルである。
【００４２】
次に、上記の通り構成される本実施の形態２のＥＤＦ増幅中継器の動作について説明する。
各励起光源２ａ〜２ｄは、それぞれ光出力１００ｍＷで励起光を出力する。３ａは励起光源２ａと２ｂを合波し合成励起光Ｐ３ａを出力する。同様に３ｂは励起光源２ｃと２ｄを合波し合成励起光Ｐ３ｂを出力する。
【００４３】
光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ａを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとを分岐比Ｐ５ａ：Ｐ５ｂ＝８０：２０で分岐して出力する。また、光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ｂを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとを分岐比Ｐ５ａ：Ｐ５ｂ＝２０：８０で分岐して出力する。
【００４４】
当該ＥＤＦ増幅中継器が正常動作をしている場合において、制御回路７は各励起光源２ａ〜２ｄに対し、予め設定された光強度（上記の例では１００ｍＷ）で励起光を出力するように指示する。この場合、上り方向回線用励起光Ｐ５ａ及び下り方向回線用励起光Ｐ５ｂの光強度をそれぞれ２００ｍＷとなる。
【００４５】
次に、上り方向用ＥＤＦケーブル１３ａ及び下り方向用光ファイバケーブル１ｄのＥＤＦ増幅中継器直近において、光ファイバケーブルの断線障害が発生し、これを修復する際に損失が増加して、下り方向（光ファイバケーブル１ｄ）では信号光強度が低下し、上り方向（ＥＤＦケーブル１３ａ）では、信号光強度の低下と同時に励起光強度の低下が生じた場合について考える。ここで、当該修復に伴う各信号光及び励起光の損失増加量は３ｄＢであるものとする。
【００４６】
制御回路７は、上記の通り推定された上り方向回線用励起光Ｐ５ａの損失増加量を補償するため、上り方向に対応した励起光源２ａ、２ｂの励起光強度を、１００ｍＷから２００ｍＷに増大させる。この場合、合成励起光Ｐ３ａの強度は４００ｍＷとなり、合成励起光Ｐ３ｂの強度は２００ｍＷとなる。
【００４７】
光合分波器４は前記合成励起光Ｐ３ａ及びＰ３ａを入力し、上り方向回線用励起光Ｐ５ａと下り方向回線用励起光Ｐ５ｂとに前述の分岐比に従い分岐する。
即ち上り方向回線用励起光Ｐ５ａは、合成励起光Ｐ３ａからの３２０ｍＷ（＝４００ｍＷ×０．８）と、合成励起光Ｐ３ｂからの４０ｍＷ（＝２００ｍＷ×０．２）の和３６０ｍＷとなる。一方下り方向回線用励起光Ｐ５ｂは、合成励起光Ｐ３ａからの８０ｍＷ（＝４００ｍＷ×０．２）と、合成励起光Ｐ３ｂからの１６０ｍＷ（＝２００ｍＷ×０．８）の和である２４０ｍＷとなる。
【００４８】
その結果、ＥＤＦケーブル１３ａには１８０ｍＷの励起光が供給される。一方、光ファイバケーブル１ｃには２４０ｍＷの励起光が供給され、上り／下り方向の励起光の分配は正常状態に近い状態となる。
【００４９】
以上のように第１の光光合分波器４の分岐比を非均等でかつ、対応する励起光源２ａ、２ｂからの励起光の比率が他の励起光源２ｃ、２ｄより大きくなるように選択することにより、光海底ケーブルシステムのように伝送距離が非常に長く、挿入される中継器の段数が多い光通信システムにおいて、光ファイバケーブルの物理的障害の修復の際に生じる損失増加による通信品質（Ｑ値）の劣化を適切に補償しつつ、光信号出力強度増加に伴う伝送品質劣化も抑圧することが可能である。
【００５０】
なお、本実施の形態２では第１の光合分波器４の分岐比が８０：２０（対向方向については２０：８０）である場合について説明したが、当該分岐比は６０：４０から９０：１０の範囲内で、予備的な実験や計算機シミュレーションに基づいて適切な値が設定されるものであり、光信号の送信レベルを変えることで適切な分岐比が異なる。
【００５１】
なお、本実施の形態２ではＥＤＦ増幅中継器の入力側の伝送媒体としてＥＤＦケーブルを用いたが、このような構成に限定されるものではなく、ツリウム、プラセオジウムといった他の希土類元素を添付した光ファイバを用いても同様の効果を得ることは当然可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光海底ケーブルシステムのように伝送距離が非常に長く、挿入される中継器の段数が多い光通信システムにおいて、光ファイバケーブルの物理的障害の修復の際に生じる損失増加による通信品質（Ｑ値）の劣化を適切に補償しつつ、光信号出力強度増加に伴う伝送品質劣化も抑圧することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のラマン増幅中継器の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の光合分波器の分岐比と伝送品質（Ｑ値）及び信号光出力強度の関係を表した特性図である。
【図３】本発明の実施の形態２のＥＤＦ増幅中継器の構成図である。
【図４】従来例の冗長構成を有するＥＤＦ増幅中継器の構成図である。
【図５】従来例の冗長構成のないＥＤＦ増幅中継器の構成図である。
【図６】ＥＤＦ増幅中継器のセルフヒーリング効果を示した説明図である。
【図７】従来例の冗長構成を有するラマン増幅中継器の構成図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ　光ファイバケーブル
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　励起光源
３ａ、３ｂ　光合波器
４　第１の光合分波器
５ａ、５ｂ　ＷＤＭカプラ
６ａ、６ｂ　光アイソレータ
７　制御回路
８　給電ケーブル
９　電源回路
１０　第２の光合分波器
１１ａ、１１ｂ　ＥＤＦ
１２ａ、１２ｂ　光フィルタ
１３ａ、１３ｂ　ＥＤＦケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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