(57)【要約】【課題】安価に構成することができ、かつ、特別な手間をかけずに設置することができる分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムを提供する。【解決手段】伝送ファイバ１は信号光の伝送路であり、損失体ＬＥ−２を有する。この伝送ファイバ１に線形中継器２１が接続されている。線形中継器２１には、励起光源２３と、励起光と信号光を合波する合波器２２と、合波器２２と伝送ファイバ１の間に存在する損失体ＬＥ−１と、伝送ファイバ１から反射した反射励起光を励起光源２３から出射した出射励起光とを分波する分波器２４と、分波器２４から出射した反射励起光を受光する受光器２５と、受光器２５で受光した反射励起光レベルの変化量に基づいてラマン利得が一定となるように励起光源を制御する制御回路２６が設けられている。【選択図】    図１
2004240278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光の伝送路であり、第１の損失体を有する伝送ファイバと、前記伝送ファイバが接続される線形中継器とからなる光ファイバ通信システムであって、
前記線形中継器が、
前記伝送ファイバをラマン励起する励起光を出力する励起光源と、
前記励起光と前記信号光を合波する合波器と、
前記合波器と前記伝送ファイバの間に存在する第２の損失体と、
前記合波器と前記励起光源の間または前記励起光源内に設置され、前記伝送ファイバから反射した反射励起光を前記励起光源から出射した出射励起光と、その伝播方向の違いによって分波する分波器と、
前記分波器から出射した反射励起光を受光する第１の受光器と、
前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量に基づいてラマン利得が一定となるように前記励起光源を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とする分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項２】
前記制御回路は、前記励起光パワーの増加量が、前記第１、第２の損失体の損失量の変動に基づく前記反射励起光レベルの減少量の１／２となるように前記励起光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項３】
前記制御回路は、前記線形中継器から前記第１の損失体までの距離に基づいて前記励起光源を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項４】
信号光経路に設置されたタップカプラと，
前記タップカプラで分岐した伝播光から信号光以外の雑音光を除去する波長固定光フィルタと、
前記波長固定光フィルタを出射したトータル信号光パワーを検出する第２の受光器とをさらに具備し、
前記制御回路は、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量および前記第２の受光器で受光した前記トータル信号光パワーに基づいて線形中継器への入力信号光パワーが一定になるように前記励起光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項５】
信号光のチャンネル数を検出する監視チャネル光受光手段をさらに具備し、
前記制御回路は、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量、前記第２の受光器で受光した前記トータル信号光パワーおよび前記監視チャネル光受光手段で得られた信号光チャネル数から算出したチャネル当りの信号光パワーに基づいて線形中継器への入力信号光パワーが一定になるように前記励起光源を制御することを特徴とする請求項４に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項６】
信号光の伝送路である伝送ファイバと、前記伝送ファイバが接続される線形中継器とからなる光ファイバ通信システムであって、
前記線形中継器が、
前記伝送ファイバをラマン励起する励起光を出力する励起光源と、
前記励起光と前記信号光を合波する合波器と、
前記合波器と前記励起光源の間または前記励起光源内に設置され、前記伝送ファイバから反射した反射励起光を前記励起光源から出射した出射励起光と、その伝播方向の違いによって分波する分波器と、
前記分波器から出射した反射励起光を受光する第１の受光器と、
前記伝送ファイバを線形中継器に接続するコネクタ対と、
前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量に基づいて、前記コネクタ対の外れ、または、コネクタ残留反射異常を検出する制御回路と、
を具備することを特徴とする分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項７】
前記制御回路は、前記コネクタ対の外れを検出した場合に、前記励起光源を前記制御回路により遮断し、前記出射励起光レベルをシステム保守者の安全レベル以下に制御することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ通信システム。
【請求項８】
前記分波器がサーキュレータであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項９】
前記励起光源内に，前記出射励起光レベルを検出するためのタップカプラと，前記タップカプラから出射した励起光を受光する受光器とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項１０】
前記励起光源内のレーザダイオード後端面に隣接して、出射励起光レベルを検出するための受光器を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【請求項１１】
前記制御回路内に，前記励起光源の駆動レベルと出射励起光レベルのテーブルを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号を伝送路であるところの敷設光ファイバ中で分布ラマン増幅する光ファイバ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の光ファイバ通信システムの構成を示している。伝送路である伝送ファイバ１と線形中継器２が接続されている。その線形中継器２は集中定数型の光増幅器であるエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）３と、分布ラマン増幅のための励起光源４と、その励起光源４からの励起光を信号光と合波するための合波器５と、分布ラマン増幅による信号光のラマン利得（Ｇ）を検出するための光部品、すなわち光スペクトルアナライザ（光スペアナ）６、タッツプ力プラ７および励起光源４を制御するための制御回路８を有する。光スペアナ６は一般的に波長可変光フィルタ１１と、高感度な受光器１２を有する。その高感度な受光器１２は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）や，暗電流雑音の影響を受けない高価なフォトダイオードを用いた電子回路である。分布ラマン増幅の利得媒質は前記伝送ファイバ１そのものであり，励起光はその伝送ファイバ１に導入されて、その伝送ファイバ１を光励起する。
【０００３】
図８には、線形中継器２内の損失体（光コネクタやパッチコード）ＬＥ−１および伝送ファイバ１内の損失体（ファイバ融着点や光コネクタ）ＬＥ−２が描かれている。損失体ＬＥ−２は、道路工事時の事故による伝送ファイバ断を修復する過程において修復前後で変化する。例えばその典型的変化量は０．５−１．０ｄＢ程度である。また、損失体ＬＥ−１は、支障移転に伴う伝送ファイバ１の接続変更時に変化する。例えばその典型的変化量は０．５−２．０ｄＢ程度である。損失体ＬＥ−１およびＬＥ−２の損失値が変化すると、伝送ファイバ１を伝播する経路平均の励起光パワーが変化し、ラマン利得が変化してしまう。そこで、従来は以下の制御を行なっている。
【０００４】
図８の左端に描かれたＥＤＦＡ１３は、上流の線形中継器内のＥＤＦＡを表している。ラマン利得を検出するため、ＥＤＦＡ１３から出射し、伝送ファイバ１を伝播した後、線形中継器２に入射した波長多重（ＷＤＭ）の信号光（その波長をλ１，λ２，．．．，λｎとする）は、タップカプラ７で分岐され、光スペアナ６に入射する。光スペアナ６に入射した信号光はスペクトル分析され、あらかじめラマン利得がない場合の受光信号光レベルとの比較を行なうなどして、各波長におけるラマン利得（ラマン利得スペクトル）が算出される。さらに、そのラマン利得スペクトルが所期値になるように制御回路８にて励起光源４を制御する。具体的には、測定したラマン利得が所期値より小さければ励起光パワーを増加させ、逆に、測定したラマン利得が所期値より大きければ励起光パワーを減少させる。また、一般的に励起光源は多波長のレーザダイオードからなる。また、伝送ファイバ１と線形中継器２は、一対の光コネクタで接続されている。この光コネクタが、線形中継器２の保守作業などのために、誤って外された場合、線形中継器２側の光コネクタから高出力の励起光が出射する。
【０００５】
【非特許文献１】
矢野他，「多波長励起ラマンアンプ利得平坦化のための励起光パワー自動調整方式検討（２）」、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−４６、ｐ．４８３，２００２
【非特許文献２】
曽部他，「多波長励起ラマンアンプ利得平坦化のための励起光パワー自動調整方式検討（１）」、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−４５、ｐ．４８２，２００２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術では、高価な光スペアナ６が必要である。また、ＥＤＦＡ１３から線形中継器２に入射する信号光スペクトルを、ラマン利得がない場合について予め測定する必要があるため、上流の線形中継器内に多波長の信号光源を設置して、高精度に動作させることが必要となる。しかし、多波長の信号光源は高価であり、また、それを高精度に動作させるには多くの手間がかかるという問題がある。また、光コネクタから高出力の励起光が出射した場合には、作業保守者の目に傷害が生じるなどの危険が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、安価に構成することができ、かつ、特別な手間をかけずに設置することができる分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムを提供することにある。
また、この発明の他の目的は、光コネクタの異常を即座に検出することができ、これにより、作業者、保守者の目に障害が生じる危険を防止することができる分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、信号光の伝送路であり、第１の損失体を有する伝送ファイバと、前記伝送ファイバが接続される線形中継器とからなる光ファイバ通信システムであって、前記線形中継器が、前記伝送ファイバをラマン励起する励起光を出力する励起光源と、前記励起光と前記信号光を合波する合波器と、前記合波器と前記伝送ファイバの間に存在する第２の損失体と、前記合波器と前記励起光源の間または前記励起光源内に設置され、前記伝送ファイバから反射した反射励起光を前記励起光源から出射した出射励起光と、その伝播方向の違いによって分波する分波器と、前記分波器から出射した反射励起光を受光する第１の受光器と、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量に基づいてラマン利得が一定となるように前記励起光源を制御する制御回路とを具備することを特徴とする分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記制御回路は、前記励起光パワーの増加量が、前記第１、第２の損失体の損失量の変動に基づく前記反射励起光レベルの減少量の１／２となるように前記励起光源を制御することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記制御回路は、前記線形中継器から前記第１の損失体までの距離に基づいて前記励起光源を駆動制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、信号光経路に設置されたタップカプラと，前記タップカプラで分岐した伝播光から信号光以外の雑音光を除去する波長固定光フィルタと、前記波長固定光フィルタを出射したトータル信号光パワーを検出する第２の受光器とをさらに具備し、前記制御回路は、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量および前記第２の受光器で受光した前記トータル信号光パワーに基づいて線形中継器への入力信号光パワーが一定になるように前記励起光源を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、信号光のチャンネル数を検出する監視チャネル光受光手段をさらに具備し、前記制御回路は、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量、前記第２の受光器で受光した前記トータル信号光パワーおよび前記監視チャネル光受光手段で得られた信号光チャネル数から算出したチャネル当りの信号光パワーに基づいて線形中継器への入力信号光パワーが一定になるように前記励起光源を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、信号光の伝送路である伝送ファイバと、前記伝送ファイバが接続される線形中継器とからなる光ファイバ通信システムであって、前記線形中継器が、前記伝送ファイバをラマン励起する励起光を出力する励起光源と、前記励起光と前記信号光を合波する合波器と、前記合波器と前記励起光源の間または前記励起光源内に設置され、前記伝送ファイバから反射した反射励起光を前記励起光源から出射した出射励起光と、その伝播方向の違いによって分波する分波器と、前記分波器から出射した反射励起光を受光する第１の受光器と、前記伝送ファイバを線形中継器に接続するコネクタ対と、前記第１の受光器で受光した前記反射励起光レベルの変化量に基づいて、前記コネクタ対の外れ、または、コネクタ残留反射異常を検出する制御回路とを具備することを特徴とする分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光ファイバ通信システムにおいて、前記制御回路は、前記コネクタ対の外れを検出した場合に、前記励起光源を前記制御回路により遮断し、前記出射励起光レベルをシステム保守者の安全レベル以下に制御することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記分波器がサーキュレータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記励起光源内に，前記出射励起光レベルを検出するためのタップカプラと，前記タップカプラから出射した励起光を受光する受光器とを備えたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記励起光源内のレーザダイオード後端面に隣接して、出射励起光レベルを検出するための受光器を備えたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載の分布ラマン増幅を用いた光ファイバ通信システムにおいて、前記制御回路内に，前記励起光源の駆動レベルと出射励起光レベルのテーブルを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１はこの発明の第１の実施の形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。この図に示す実施形態が図８に示す従来技術と異なる点は以下の点である。本実施形態では、励起光のレイリー後方散乱光ＲＢＳを検出してラマン利得をモニタしている。一方、従来技術では、信号光をタップして、信号光パワーのモニタ値からラマン利得を算出する。伝送ファイバ１中で発生したレイリー後方散乱光ＲＢＳは、損失体ＬＥ−１およびＬＥ−２を１往復して信号光と励起光の合波器２２に達し、励起光源２３方向に戻るように伝播する。合波器２２を出射したレイリー後方散乱光ＲＢＳは、合波器２２と励起光源２３の間に設置された分波器２４で、励起光源２３から出射する励起光と分離され、分波器２４に接続されたフォトダイオード（ＰＤ）２５に入射する。本実施形態は、信号光と励起光の方向が逆であるいわゆる後方向励起の場合であるが、信号光と励起光の方向が同方向である、いわゆる前方向励起の場合にもその構成の対象性から明らかに同様のことが成り立つ。
【００１６】
いま、ＰＤ２５で受光したレイリー後方散乱光ＲＢＳのパワーをＰｒｅｆｌとし、励起光源２３から出射した励起光パワーをＰｉｎとする。ただし、ＰｒｅｆｌおよびＰｉｎはｄＢ単位の値であるとする。また、初期状態におけるＰｒｅｆｌおよびＰｉｎの値をそれぞれＰｒｅｆｌ１およびＰｉｎ１、損失体ＬＥ−１、ＬＥ−２の損失値（Ｌ１、Ｌ２とする）の少なくともどちらか一方が変化したときのＰｒｅｆｌおよびＰｉｎの値をそれぞれＰｒｅｆｌ２およびＰｉｎ２とする。Ｐｒｅｆｌの減少量を
ΔＰｒｅｆｌ＝Ｐｒｅｆ１−Ｐｒｅｆｌ２
また、Ｐｉｎの増加量を
ΔＰｉｎ＝Ｐｉｎ２−Ｐｉｎ１
とする。本実形態においては、
ΔＰｉｎ＝ΔＰｒｅｆｌ／２
すなわち、ΔＰｉｎがΔＰｒｅｆｌの半分になるように制御を行なう。
【００１７】
図２は、本実施形態におけるラマン利得スペクトルを示している。励起光源２３の励起光波長は２波長（１４６０ｎｍおよび１５００ｎｍ）とした。利得波長域はいわゆるＬ帯（約１５７０−１６００ｎｍ）であり、初期状態のスペクトル平均利得は約８ｄＢである。損失体ＬＥ−１の損失Ｌ１が１．６ｄＢ増加した場合、すなわち、ΔＰｒｅｆｌ＝１．６ｄＢの場合、制御なしの時には、ラマン利得が約３ｄＢ低下している、一方、制御を行なった場合、ラマン利得変化は約０．１ｄＢ以内であった。
【００１８】
図３は、ラマン利得変化量の損失部距離依存性を示している。その損失部距離とは、励起光源２３から損失体ＬＥ−１またはＬＥ−２までのファイバ軸方向距離である。通常、励起光源２３から損失体ＬＥ−１までの距離は高々数１００ｍである。また、伝送ファイバ長は約１００ｋｍであった。損失体ＬＥ−１またはＬＥ−２の損失値増加量（ΔＬ）が１．６ｄＢおよび０．６ｄＢの場合につき示されている。制御がない場合のラマン利得変化量（減少量）ΔＧは、ΔＬが１．６ｄＢおよび０．６ｄＢの場合、ΔＧの最大値は２．９ｄＢおよび１．４ｄＢであった。
【００１９】
一方、制御ありの場合のΔＧは、ΔＬが１．６ｄＢおよび０．６ｄＢの場合、ΔＧの最大値は０．８ｄＢおよび０．４ｄＢであった。したがって、本実施形態により、ラマン利得の一定制御が０．８ｄＢ以内の精度で実現されていることがわかる。特に、損失部距離が約１ｋｍ以内の場合の制御精度はよく、０．１ｄＢ程度以内の制御が実現している。これは、損失部距離が約１ｋｍ以内の場合、△Ｐｒｅｆｌ／２が△Ｌにほぼ等しくなるため、損失体ＬＥ−１またはＬＥ−２による励起光の損失増を、Ｐｉｎの増加△Ｐｉｎ＝△Ｐｒｅｆｌ／２によりほぼ完全に補償しているからである。したがって、本実形態例は損失部距離が約１ｋｍ以内の場合に、特に有効である。
【００２０】
本実施形態における検出光レベル、すなわち、レイリー後方散乱光ＲＢＳのパワーレベルＰｒｅｆｌは約−７ｄＢｍであった。一方、従来技術における各信号光チャネルの検出光レベル、すなわち、光スペアナ６での受光レベルは約−３５ｄＢｍであった。したがって、従来技術では高感度なフォトダイオードであるＡＰＤ１２が必要であるが、本実施形態では安価な通常感度のフォトダイオードが使用できるという利点がある。
さらに、従来技術の検出光である信号光は線幅が狭く、干渉性が高いため干渉雑音劣化を受けやすい。一方、本実施形態の検出光である励起光は線幅が広く、干渉性が低いため干渉雑音劣化を受けにくいという利点がある。
【００２１】
［第２実施形態］
図４は、本発明第２実施形態の光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。この図に示す実施形態が図１に示す本発明の第１実施形態と異なる点は次の点である。第１実施形態では、制御に用いる入力情報としてＰＤ２５からの励起光の反射レベルＰｒｅｆｌを用いた。一方、本実施形態では、Ｐｒｅｆｌに加えて、損失体ＬＥ−２の線形中継器３１からの距離情報を制御回路３２に入力する。その距離をＤ２とする。Ｐｒｅｆｌの減少量ΔＰｒｅｆｌは、損失体ＬＥ−２の損失値が同じ場合、距離Ｄ２が大きいほど小さくなる。一方、ラマン利得Ｇの減少量ΔＧも距離Ｄ２が大きいほど小さくなるが、ΔＰｒｅｆｌの減少量の方がΔＧの減少量より大きい。これは、ラマン利得Ｇが励起光パワーの伝送ファイバ長に渡る平均パワー（Ｐａｖｅ）に比例するのに対し、ＰｒｅｆｌはＰａｖｅの２乗と相関の良い量であるからである。
【００２２】
距離Ｄ２が知られた場合には、励起光の線形中継器３１から損失体ＬＥ−２までの損失Ｌｄ２がわかり、△Ｐｒｅｆｌから損失体ＬＥ−２の損失値Ｌ２を算出でき、Ｌｄ２とＬ２から入力励起光パワーＰｉｎに対する利得Ｇの対応関係がわかる。したがって、Ｌ２の変化によらず利得Ｇを一定にするＰｉｎ（Ｐｉｎ２）の値を算出でき、制御回路３２により励起光源を駆動して利得Ｇ一定制御を行なうことができる。
【００２３】
本実施形態では、損失体ＬＥ−１およびＬＥ−２の損失値（Ｌ１およびＬ２）が変化したとき、まず、Ｐｒｅｆｌの減少量△Ｐｒｅｆｌ情報に基づいてラマン利得Ｇのスペクトル一定制御を行なう。このとき、損失値Ｌ１およびＬ２の変化によって、利得Ｇが一定であっても線形中継器３１到達の信号光レベルが若干変化する。すなわち、損失値Ｌ１およびＬ２の増加分だけ信号光レベルが減少する。そこで、その信号光レベル減少を補償する以下の制御（線形中継器３１入力信号光パワーの一定制御）を追加することができる。利得Ｇの初期値とあらかじめ調べておいた伝送ファイバ１のラマン利得係数から、損失値Ｌ１およびＬ２の増加分と等しいＧ増加量を与えるＰｉｎの変化量（Ｐｉｎ３−Ｐｉｎ２）が算出できる。ただし、Ｐｉｎ３は最終的なＰｉｎの設定値である。そのＰｉｎ３が得られるように制御回路３２により励起光源２３を駆動する。
【００２４】
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態の光ファイバ通信システムを示している。図１に示す本発明の第１実施形態と類似しているが、以下の点が主に異なる。第１実施形態では、制御に用いる入力情報としてＰＤ２５からの励起光反射レベルＰｒｅｆｌを用いた。一方、本実施形態では、Ｐｒｅｆｌに加えて、線形中継器４１の入力の信号光トータルパワーＰｓｔｏｔ、または、トータルパワーＰｓｔｏｔおよび監視チャネル光（ＳＶＣ）受光器４２で受光した信号光チャネル数（Ｎｃｈ）情報を用いる。トータルパワーＰｓｔｏｔはタップカプラ４３、信号光以外の雑音光を除去するための波長固定光フィルタ４４および第２のＰＤ４５を用いて検出する。ただし、Ｐｒｅｆｌを検出するＰＤ２５を第１のＰＤとする。また、信号光チャネル数Ｎｃｈは、ＳＶＣ受光器４２と、簡単のため図示していないが、ＳＶＣ分岐用のタップカプラおよび波長固定光フィルタを用いて検出する。
【００２５】
本実施形態では、損失体ＬＥ−１およびＬＥ−２の損失値Ｌ１およびＬ２が変化したとき、まず、Ｐｒｅｆｌの減少量ΔＰｒｅｆｌ情報に基づいてラマン利得Ｇのスペクトルー定制御を行なう。このとき、損失値Ｌ１およびＬ２の変化によって、利得Ｇが一定であっても線形中継器４１に到達の信号光レベルが若干変化する。すなわち、損失値Ｌ１およびＬ２の増加分だけ信号光レベルが減少する。そこで、その信号光レベル減少を補償する以下の制御（線形中継器入力信号光パワーの一定制御）を追加することができる。
【００２６】
まず、信号光チャネル数が一定の場合、利得Ｇスペクトル一定制御におけるトータルパワーＰｓｔｏｔの変化量が測定できる。利得Ｇの初期値とあらかじめ調べておいた伝送ファイバ１のラマン利得係数から、損失値Ｌ１およびＬ２の増加分と等しい利得Ｇの増加量を与えるＰｉｎの変化量が算出できる。次に、信号光チャネル数Ｎｃｈが変化した場合、利得Ｇスペクトルー定制御におけるトータルパワーＰｓｔｏｔの変化量が測定でき、また、ＮｃｈとトータルパワーＰｓｔｏｔからチャネル当りの信号光パワーが測定できる。利得Ｇの初期値とあらかじめ調べておいた伝送ファイバ１のラマン利得係数から、チャネル当りの信号光パワーの減少分と等しいＧ増加量を与えるＰｉｎの変化量が算出できる。そのＰｉｎ変化量に基づいて制御回路４６により励起光源２３を駆動する。
【００２７】
［第４実施形態］
図６は、本発明の第４実施形態の光ファイバ通信システムを示している。図１に示す本発明の第１実施形態と同じ動作原理で動作するが、下記のように具体的構成において第１実施形態と異なる。本実施形態では、励起光源５２に隣接して設置する励起光の分波器としてサーキュレータ５３を用いている。また、励起光源５２は２波長（１５００ｎｍおよび１４６０ｎｍ）のレーザダイオードモジュール（ＬＤＭ）５４，５５と、２波長の励起光の合波器５６と、各ＬＤＭ５４、５５からの出力パワーを分岐するタップカプラ５７、５８およびタップした励起光を受光するフォトダイオード５９、６０を有する。
【００２８】
分波器としては一般的に安価であることからタップカプラが用いられている。その分岐比の典型値は９５：５である。一方、一般的にタッブカプラより高価なサーキュレータ５３を用いた場合、励起光の反射成分はサーキュレータ５３で１００％分波され、ＰＤ２５へ導かれる。したがって、サーキュレータ５３を用いた場合の方がＰＤ２５での受光レベルが約２０倍（１３ｄＢ）大きい。サーキュレータ５３を用いた場合の典型的な受光パワーは約−７ｄＢｍである。一方、タップカプラを用いた場合の典型的な受光パワーは約−２０ｄＢｍである。したがって、サーキュレータ５３を用いた方が受光パワーレベルが高く、ＰＤ（フォトダイオード）の暗電流雑音などの影響を受けにくいので、反射光検出器として安価なＰＤ２５およびそれに付随した電子回路を用いることができるという利点がある。
【００２９】
本実施形態では、各ＬＤＭ５４、５５の励起光出力側にタップカプラ５７、５８を用い、各波長の励起光の出力パワーをモニタしている。他の励起光出力パワーのモニタ法として、各レーザダイオードの後端面から出射する励起光を直近のＰＤ（通常１４ピンモジュール内に実装されている）で受光する方法がある。タップカプラ５７、５８を用いる場合には、励起光出力パワーがタップカプラ５７、５８の挿入損失で低減するという短所があるが、励起光出力パワーが正確にモニタできるという長所がある。一方、後端面のＰＤを用いる湯合には、挿入損失がないという長所があるが、励起光出力パワーが正確にモニタできない場合が多いという短所がある。また、制御回路６１がＡ／Ｄ変換回路とＣＰＵ（中央処理装置）を有し、デジタル情報処理ができる場合には、各レーザダイオードの駆動電流対出力パワー特性のテーブルを用いて、各ＬＤＭ５４、５５からの出力励起光パワーのモニタおよび制御を行なうことができる。この場合には、出力励起光パワーをモニタするＰＤが省略できるという利点がある。
【００３０】
また、励起光反射成分の分波器は、各ＬＤＭ５４、５５と合波器５６の間に単数または複数設置してもよい。ただし、損失体ＬＥ−１およびＬＥ−２は、一般に、２波長の波長間隔が大きい場合には無視できない波長依存の損失値を有する。したがって、各ＬＤＭ５４、５５ごとに分波器を設置し、その損失値波長依存性を考慮して、各励起光波長ごとに制御を行なうことにより、精度の高い制御を行なうことができる。ただし、図６のように分波器（サーキュレータ５３）を励起光源５２の出力側に設置した場合には、２波長の励起光に対する平均の損失値をモニタでき、簡易な方法で精度の高い制御を行なうことができるという利点がある。
【００３１】
［第５実施形態］
図７は、本発明第５実施形態の光ファイバ通信システムを示している。図１に示す第１の実施形態とは以下の点が主に異なる。本実施形態では、励起光のコネクタ対７２、７３における反射成分を受光してコネクタ外れおよびコネクタ残留反射異常を検出している。この励起光反射レベルをＲとすると、コネクタ外れの場合には、光ファイバガラスと空気の界面フレネル反射が生じるので、Ｒは約−１４ｄＢである。また、フィジカルコンタクト（ＰＣ）接続が不完全でＲが大きい場合には、Ｒは約−３０ｄＢ〜−２０ｄＢ程度になる。ちなみに、良好なＰＣ接続の場合の典型的なＲは約−４０ｄＢ以下である。
【００３２】
ＰＣ接続が良好な場合、ＰＤ２５で受光される光は主に伝送ファイバ１からのレイリー後方散乱光ＲＢＳである。そのとき、線形中継器７１の端面でみたときの励起光のトータル反射レベルＲｔｏｔは，伝送ファイバ１からのレイリー後方散乱光ＲＢＳのレベルであり，約−３０ｄＢである。システム運用中にコネクタの着脱が生じて，ＰＣ接続が不良となり、ＰＣ接続におけるＲが、例えば−３０ｄＢに劣化した場合、Ｒｔｏｔは約−２７ｄＢになる。したがって、ＰＤ２５での受光レベルが約３ｄＢ上昇するので、Ｐｒｅｆｌが約３ｄＢ上昇し、コネクタ残留反射異常を検出することができる。また、Ｒが約−２０ｄＢに劣化した場合、Ｒｔｏｔは約−２０ｄＢになり、Ｐｒｅｆｌが約１０ｄＢ上昇し、コネクタ残留反射異常を検出することができる。さらに、コネクタ外れが生じた場合には、Ｒｔｏｔは約−１４ｄＢになり、Ｐｒｅｆｌが約１６ｄＢ上昇する。以上のことから、例えば、コネクタ外れの検出レベルとして、Ｐｒｅｆｌの増加量が１４ｄＢ以上であることとすればよい。また、コネクタ残留反射異常の検出レベルとして、Ｐｒｅｆｌの増加量が２ｄＢ以上１４ｄＢ未満であること，とすればよい。
【００３３】
上記のように、コネクタ外れが検出された場合には、システム保守者の安全のため励起光源をシャットダウンし、コネクタから出射する励起光レベルを所定のレベル以下とする。また、コネクタ残留反射異常が検出された場合には、システム特性劣化が心配される場合には、コネクタの清掃を行なうなどの作業を加える。
以上のように、本実施例によれば、従来技術では考慮されていないコネクタ外れやコネクタ残留反射異常を検出することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、効果なスペアナおよび多波長の信号光源を必要とせず、これにより、安価に構成することができると共に、特別な手間をかけずに設置することができる効果が得られる。また、この発明によれば、光コネクタの異常を即座に検出することができ、これにより、作業者、保守者の目に障害が生じる危険を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同第１の実施形態の効果を説明するための図である。
【図３】同第１の実施形態の効果を説明するための図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第３の実施形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の第５の実施形態による光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の光ファイバ通信システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…伝送ファイバ
２１、３１、４１、５１、７１…線形中継器
２２、５６…合波器
２３…励起光源
２４…分波器
２５、４５、５９、６０…フォトダイオード
２６、３２、４６、６１、７４…制御回路
４２…ＳＶＣ受光器
４３、５７、５８…タップカプラ
４４…波長固定光フィルタ
５３…サーキュレータ
５４、５５…レーザダイオードモジュール
７２、７３…コネクタ
ＬＥ−１、ＬＥ−２…損失体
【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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【図８】
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