(57)【要約】【課題】ラマン増幅器を用いた光伝送システムにおいて、ＷＤＭ光の光パワーバランスおよびＷＤＭ光全体の光パワーを正確に管理できるようにする。【解決手段】送信局１０から受信局２０へＷＤＭ光が伝送される光伝送システムは、複数の中継局３０を備える。ＷＤＭ光は、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎおよび参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を含む。励起光源２により生成される励起光ｆｐ１〜ｆｐ３は、伝送路光ファイバ１に供給される。制御回路３３は、各参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーに基づいて励起光ｆｐ１〜ｆｐ３を制御する。励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン増幅の利得がピークとなる周波数に参照光ｆｒ１〜ｆｒ３が配置される。【選択図】      図１
2004304369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記ラマン増幅器は、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を送出し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送システムであって、
上記送信局は、上記複数の参照光の中の少なくとも一部を利用して上記受信局へ情報を送信する。
【請求項３】
請求項１に記載の光伝送システムであって、
上記ＷＤＭ光に含まれている上記複数の参照光の光パワーを検出する検出手段をさらに有し、
上記制御手段は、上記検出手段により検出される複数の参照光の光パワーが等化されるように上記複数の励起光の光パワーを制御する。
【請求項４】
請求項１に記載の光伝送システムであって、
上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記複数の励起光を制御する。
【請求項５】
ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記中継局は、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
上記中継局は、さらに、
上記ＷＤＭ光を増幅する集中型光増幅器と、
上記複数の参照光の中で上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記ＷＤＭ光に合波する補助光供給手段、を備え
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラマン増幅器を用いてＷＤＭ光を増幅しながら中継する光伝送システムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、幹線系の光伝送システムにおいては、大容量化または高速化を図るために、波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術が導入されてきている。そして、ＷＤＭ伝送技術のコア技術として、ラマン光増幅技術が実用化されている。
【０００３】
図１３は、一般的なラマン増幅器を用いた光伝送システムの構成図である。ここで、このシステムでは、送信局（Ｔｘ）１０１と受信局（Ｒｘ）１０２との間に複数の中継局が設けられており、これらの中継局を介してＷＤＭ光が伝送される。そして、各中継局においてラマン増幅が行われる。また、各中継局は、エルビウム添加ファイバ光増幅器などの集中型の光増幅器を備えている。
【０００４】
伝送路ファイバ１は、ＷＤＭ光を伝搬させる光伝送媒体であるが、励起光が与えられることにより光増幅媒体としても作用する。励起光源（ＬＤ）２は、例えばレーザダイオード、あるいは複数のレーザダイオードの出射光を合波器などで合波したものであり、ＷＤＭ光を増幅するための励起光を生成する。ここで、励起光源２により生成される励起光は、互いに波長の異なる複数の光を含むものとする。ＷＤＭカプラ３は、励起光源２により生成された励起光を伝送路光ファイバ１に導く
上記光伝送システムにおいて、送信局１０１から送出されたＷＤＭ光は、伝送路ファイバ１により増幅されながら受信局１０２まで伝送される。このとき、各中継局において、ＷＤＭ光全体の出力パワーが管理されると共に、ＷＤＭ光に含まれている複数の信号光の光パワーのバランスが管理されている。すなわち、例えば、各中継局において、ＷＤＭ光全体の出力パワーが予め決められた所定の値に保持されるように、且つ、ＷＤＭ光に含まれている複数の信号光の光パワーが等化されるように、励起光源２が制御される（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−７２２６２号公報（図３、３〜５ページ）
【特許文献２】
特開２０００−９８４３３号公報（図１、段落００７０〜００７２）
【特許文献３】
特開２００２−７６４８２号公報（図１０、段落０１６２〜０１７７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような既存の光伝送システムでは、下記の問題点がある。
１．ＷＤＭ光に含まれている複数の信号光の出力パワーのバランス（光パワーチルト）を正確にモニタすることが困難である。たとえば、上述の特許文献１では、信号光帯域を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に検出した光パワーを利用して光パワーチルトの制御が行われている。しかし、この場合、各ブロックに信号光が均等に配置されていないときは、光パワーチルトを正確に検出することはできず、ＷＤＭ光を等化することができなくなる。なお、この問題は、上述の特許文献１に記載のシステムにおいてのみ発生するものではなく、ＷＤＭ光に含まれている複数の信号光の光パワーを個々に検出する場合であっても、信号光が信号光帯域の中の特定の波長領域に偏って配置されている場合には、同様に発生する。
【０００７】
２．フォトダイオード等を用いてＷＤＭ光全体の出力パワーを検出する場合、そのフォトダイオードは広い帯域に渡って光を受信することになるので、ＷＤＭ光に含まれる信号光の数が少ないときは、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等に起因する雑音光が支配的になる（すなわち、全光パワーに対する雑音光パワーの比率が相対的に高くなる）。このため、主信号光（すなわち、信号を伝送すべきＷＤＭ光）の光パワーを正確に検出できないことになる。
【０００８】
本発明は、ラマン増幅器を用いた光伝送システムにおいて、ＷＤＭ光の光パワーバランスおよびＷＤＭ光全体の光パワーを正確に管理できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送システムは、ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へＷＤＭ光を伝送するシステムである。上記ラマン増幅器は、光増幅媒体、互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源、上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイス、上記励起光源を制御する制御手段を備える。上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を送出する。そして、上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する。
【００１０】
上記光伝送システムにおいては、参照光に基づいて励起光が制御されるので、ＷＤＭ光に含まれる信号光の数や配置によらず、常に、励起光の光パワーを適切に制御でき、ラマン利得のチルトや出力パワーの管理が容易になる。
【００１１】
なお、上記光伝送システムにおいて、上記送信局は、上記複数の参照光の中の少なくとも一部を利用して上記受信局へ情報を送信するようにしてもよい。この場合、参照光を利用して情報が伝送されるので、通信資源（特に、波長または帯域）が有効に利用されることになる。
【００１２】
また、上記光伝送システムにおいて、上記ＷＤＭ光に含まれている複数の参照光の光パワーを検出する検出手段をさらに設け、上記制御手段は、上記検出手段により検出される複数の参照光の光パワーが等化されるように上記複数の励起光の光パワーを制御するようにしてもよい。ここで、この検出手段は、例えば、上記複数の参照光を選択的に反射する反射手段、及びその反射手段により反射された参照光を電気信号に変換する受光手段から構成されるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、上記光伝送システムにおいて、上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記複数の励起光を制御するようにしてもよい。この場合、雑音光の影響が抑えられるので、ＷＤＭ光の光パワーを精度よくモニタできる。
【００１４】
さらに、上記光伝送システムが上記ＷＤＭ光を増幅する集中型光増幅器を備える構成であって、複数の参照光の一部の参照光がその集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する場合には、その集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記ＷＤＭ光に合波するようにしてもよい。この構成において、上記集中型光増幅器により増幅されない参照光の光パワーは、その集中型光増幅器により増幅される参照光の光パワーよりも弱くなるので、補助光を供給することにより、集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光の光パワーが補償される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態の光伝送システムの構成図である。ここで、このシステムでは、送信局１０と受信局２０との間に複数の中継局３０が設けられており、これらの中継局３０を介してＷＤＭ光が伝送される。また、各中継局３０においてラマン増幅が行われる。
【００１６】
送信局１０は、信号光および参照光を含むＷＤＭ光を生成して送出する。ここで、この信号光は、互いに波長の異なる複数の信号光ｆｓ１〜ｆｓｎから構成されている。また、この参照光は、互いに波長の異なる複数の参照光ｆｒ１〜ｆｒ３から構成されている。なお、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の波長または周波数は、それぞれ、後述する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の波長または周波数に基づいて決められる。
【００１７】
送信局１０と第１段目の中継局３０との間、中継局３０どうしの間、および最終段の中継局３０と受信局２０との間は、それぞれ、伝送路ファイバ１により接続されている。ここで、各伝送路ファイバ１は、ＷＤＭ光を伝搬させる光伝送媒体であるが、励起光が与えられることにより光増幅媒体としても作用する。
【００１８】
各中継局３０は、励起光源（ＬＤ）２、ＷＤＭカプラ３、分岐カプラ３１、光スペクトラムアナライザ３２、制御回路３３を備える。ここで、励起光源２は、複数のレーザダイオードを含み、互いに波長の異なる複数の励起光を生成する。ここでは、３つの励起光ｆｐ１〜ｆｐ３が生成されるものとする。そして、ＷＤＭカプラ３は、その励起光源２により生成された励起光ｆｐ１〜ｆｐ３を伝送路光ファイバ１に導く。これにより、伝送路光ファイバ１は、励起光ｆｐ１〜ｆｐ３が供給され、ラマン増幅のための光増幅媒体として作用する。即ち、伝送路光ファイバ１、励起光源２、およびＷＤＭカプラ３は、ＷＤＭ光を増幅するラマン増幅器として作用する。
【００１９】
分岐カプラ３１は、伝送路光ファイバ１において増幅されたＷＤＭ光の一部を分岐して光スペクトラムアナライザ３２に導く。光スペクトラムアナライザ３２は、そのＷＤＭ光に含まれている各波長の光パワーをモニタする。そして、ＷＤＭ光に含まれている参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーを検出する。
【００２０】
制御回路３３は、光スペクトラムアナライザ３２により検出された参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーに基づいて励起光源２を駆動する。すなわち、制御回路３３は、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーに基づいて、励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーを調整する。具体的には、例えば、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の平均光パワーが所定値に保持され、且つ、各参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーが等化されるように、各励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーが調整される。
【００２１】
図２は、参照光の配置方法について説明する図である。参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の周波数（または、波長）は、それぞれ、対応する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の周波数（または、波長）に基づいて決められる。例えば、参照光ｆｒ１には、励起光ｆｐ１からラマンシフト周波数だけシフトした周波数が割り当てられる。ここで、「ラマンシフト周波数」とは、一義的ではないが、「与えられた励起光の周波数と、その励起光に起因して得られるラマン利得がピークとなる周波数との差分」を意味するものとする。そして、このラマンシフト周波数は、伝送路光ファイバ１として石英系の光ファイバが使用されている場合には、約１３．２ＴＨｚである。また、このラマンシフト周波数を波長に換算すると、１．３〜１．５５μｍ帯においては約１００ｎｍに相当する。すなわち、参照光ｆｒ１は、励起光ｆｐ１に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。換言すれば、参照光ｆｒ１には、励起光ｆｐ１の周波数よりも約１３．２ＴＨｚだけ低い周波数が割り当てられる。さらに別言すれば、参照光ｆｒ１には、励起光ｆｐ１の波長よりも約１００ｎｍだけ長い波長が割り当てられる。
【００２２】
同様に、参照光ｆｒ２は、励起光ｆｐ２に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。また、参照光ｆｒ３は、励起光ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。
【００２３】
このように、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、対応する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に配置される。ただし、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、必ずしも対応する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に正確に配置される必要はなく、対応する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に近接する波長に配置されるようにしてもよい。
【００２４】
また、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎが予め決められた周波数グリッド上に配置されて伝送される場合には、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３もその周波数グリッド上に配置されて伝送される。このとき、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、それぞれ、励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる周波数に最も近接する周波数グリッド上に配置される。なお、このような周波数グリッドは、例えば、ＩＴＵ−Ｔにおいて規定されている。そして、ＩＴＵ−Ｔの規定では、基準周波数（アンカー周波数）、および周波数間隔（５０ＧＨｚ、１００ＧＨｚ）の推奨値が示されている。
【００２５】
図３は、送信局１０の構成図である。なお、ここでは、ＷＤＭ光を生成するために必要な機能のみが描かれている。
送信局１０は、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎを生成するための光源（ＬＤ）１１−１〜１１−ｎ、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を生成するための光源（ＬＤ）１２−１〜１２−３、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎおよび参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を合波してＷＤＭ光を生成するマルチプレクサ１３を備える。ここで、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の周波数（または、波長）は、上述のようにして決められている。
【００２６】
光源１１−１〜１１−ｎは、受信局２０へデータ（または、情報）を送信するときに駆動される。例えば、光源１１−１は、データ源１４−１により生成されるデータを受信局２０へ送信するときに駆動される。一方、光源１２−１〜１２−３は、基本的に、常に、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を生成して出力する。ここで、光源１２−１〜１２−３は、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光を出力するようにしてもよいし、所定のパターンの信号を送信するようにしてもよい。
【００２７】
なお、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎがデータ（または、情報）を伝送するために使用されるのに対し、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、本来的には、各中継局３０においてラマン増幅動作を制御するために使用される。しかし、実施形態の光伝送システムにおいては、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を利用してデータ（または、情報）を伝送するようにしてもよい。ただし、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、各中継局３０においてラマン増幅動作を制御するために使用されるので、基本的に、停止することは許されない。このため、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を利用してデータ（または、情報）を伝送することを許容するシステムにおいては、例えば、図４に示すように、セレクタ１５を用いて「送信すべきデータ」または「固定パターンデータ」が選択される機能を備えている。なお、図４では、ＬＤで直接変調する場合を示しているが、光変調器による外部変調による場合においても上述のようにデータの有無さらには変調の有無を含めて選択できるようにすることを想定する。そして、この場合、光源１２（１２−１〜１２−３）は、送信すべきデータが与えられたときはそのデータを送信し、送信すべきデータが与えられないときは固定パターンデータ（あるいは、無変調）を送信する。
【００２８】
図５は、各中継局３０が備える制御回路の構成図である。制御回路３３は、Ａ／Ｄ変換器４１、ＤＳＰ４２、Ｄ／Ａ変換器４３、増幅器４４−１〜４４−３、パワートランジスタ４５−１〜４５−３を備える。Ａ／Ｄ変換器４１は、光スペクトラムアナライザ３２により検出された参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワー値をデジタルデータに変換してＤＳＰ４２に渡す。なお、光スペクトラムアナライザ３２がデジタル出力インタフェースを備えている場合は、Ａ／Ｄ変換器４１は不要であり、光スペクトラムアナライザ３２により検出された参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワー値はそのままＤＳＰ４２に渡される。
【００２９】
ＤＳＰ４２は、予め決められているアルゴリズムに従って、励起光源２を制御するために必要な指令値を算出する。ここで、ＤＳＰ４２により実行されるアルゴリズムは、３つの励起光ｆｐ１〜ｆｐ３および３つの参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を用いて制御ループを形成するものとすると、例えば、下式に従う。
【００３０】
【数１】
2004304369.tif 000003
【００３１】
この関係式において、「Ｐｒ１」〜「Ｐｒ３」は、光スペクトラムアナライザ３２により検出された参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワー値を表す。また、「Ｐｓｒｅｆ」は、目標とする出力レベル（目標光パワー）を表す。なお、「Ｐｓｒｅｆ」は、予め決められた固定値である。さらに、マトリクスＡ（Ａ１１〜Ａ３３）の各要素は、シミュレーション等により予め算出された利得係数である。そして、「ΔＰｐ１」〜「ΔＰｐ３」は、励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の変動量を表す。
【００３２】
ＤＳＰ４２は、この関係式を用いて励起光ｆｐ１〜ｆｐ３についてフィードバック制御を行う。そして、「Ｐｒ１」〜「Ｐｒ３」がそれぞれ「Ｐｓｒｅｆ」に対して所定の誤差範囲内に収まったときに、制御ループが収束したものとみなされる。
【００３３】
ＤＳＰ４２は、上述の関係式に従って変動量「ΔＰｐ１」〜「ΔＰｐ３」を求めると、その変動量を用いて励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーを設定する設定値を算出する。すなわち、下記の演算を行う。なお、「Ｐｐ１（ｎ）」〜「Ｐｐ３（ｎ）」は、前回の設定値であり、「Ｐｐ１（ｎ＋１）」〜「Ｐｐ３（ｎ＋１）」は、新たな設定値である。
Ｐｐ１（ｎ＋１）＝Ｐｐ１（ｎ）＋ΔＰｐ１
Ｐｐ２（ｎ＋１）＝Ｐｐ２（ｎ）＋ΔＰｐ２
Ｐｐ３（ｎ＋１）＝Ｐｐ３（ｎ）＋ΔＰｐ３
Ｄ／Ａ変換器４３は、ＤＳＰ４２により算出された設定値（励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーを指示する設定値）をそれぞれアナログ値に変換し、対応する増幅器４４−１〜４４−３に与える。増幅器４４−１〜４４−３は、それぞれ、ＤＳＰ４２から与えられたアナログ値を増幅する。そして、パワートランジスタ４５−１〜４５−３は、それぞれ、増幅器４４−１〜４４−３の出力に対応する電流を生成する。
【００３４】
励起光源２は、増幅器４４−１〜４４−３が生成する電流により駆動される。すなわち、励起光ｆｐ１を生成するためのレーザダイオードは、増幅器４４−１が生成する電流により駆動される。同様に、励起光ｆｐ２、ｆｐ３を生成するためのレーザダイオードは、それぞれ、増幅器４４−２、４４−３が生成する電流により駆動される。
【００３５】
このように、制御回路３３は、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を利用して励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーを制御する。このとき、各励起光ｆｐ１〜ｆｐ３の光パワーは、例えば、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーが等化されるように調整される。したがって、実施形態の光伝送システムでは、信号光ｆｓ１〜ｆｓｎの配置にかかわらず、常に、適切なラマン増幅が行われる。
【００３６】
なお、ラマン増幅を利用する光伝送システムにおいて広い信号帯域を効率的に得るためには、一般に、複数の励起光ｐ１〜ｆｐ３が、適切な周波数間隔または波長間隔で配置される。このため、これらの励起光ｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に複数の参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を配置すると、図６に示すように、それらの参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、結果的に、ＷＤＭ光の信号帯域のほぼ全域に渡って適切な周波数間隔または波長間隔で配置されることになる。そして、実施形態の光伝送システムでは、これらの参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を利用してラマン増幅が制御される。したがって、ＷＤＭ光に含まれる信号光の数が少ない場合（図６では、４つの信号光ｆｓ１〜ｆｓ４のみが使用されている）、あるいは、ＷＤＭ光に含まれる信号光の配置が偏っている場合（図６では、信号帯域の中の短い波長領域にのみ信号光が配置されている）であっても、好適なラマン増幅が得られる。すなわち、全信号帯域に渡って、利得を等化することができる。
【００３７】
また、実施形態のシステムでは、励起光ｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる波長に参照光ｆｒ１〜ｆｒ３が配置されているので、励起光ｐ１〜ｆｐ３を調整することによって比較的容易に所望の利得チルトを得ることができる。
【００３８】
さらに、上述の実施例では、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を利用してＷＤＭ光の信号帯域の利得を等化する制御を行っているが、この参照光は、ＷＤＭ光の全出力パワーを制御するために用いられてもよい。この場合、制御回路３３は、例えば、図７に示すように、等化制御部５１およびＡＬＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）部５２を備える。ここで、等化制御部５１は、上述のようにして励起光源２が生成する励起光ｆｐ１〜ｆｐ３を制御する。一方、ＡＬＣ部５２は、光スペクトラムアナライザ３２により検出された参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の各光パワーの平均値を算出する。
【００３９】
そして、ＡＬＣ部５２は、例えば、その平均値に基づいて等価制御部５１の計算結果を補正するようにしてもよい。この場合、制御回路３３は、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の各光パワーだけでなく、それらの平均値にも基づいて励起光ｐ１〜ｆｐ３を制御することになる。この結果、ラマン増幅の利得が等化されると同時に、ＷＤＭ光の出力パワーが所望のレベルに保持されるようになる。
【００４０】
なお、ＡＬＣ制御部５２は、例えば、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の各光パワーの平均値が、予め決められている１チャネル当たりの目標出力パワーに一致するように、光減衰器（ＡＴＴ）５３における減衰量を制御するようにしてもよい。
【００４１】
このように、ＷＤＭ光から参照光ｆｒ１〜ｆｒ３のみを抽出し、それらの参照光を利用してＷＤＭ光の全出力パワー（または、ＷＤＭ光に含まれている各信号光の光パワー）を推定する方式によれば、ＷＤＭ光に含まれている信号光の数が少ない場合であっても、ＷＤＭ光の光パワーを精度よくモニタできる。
【００４２】
すなわち、従来のシステムのように、１つのフォトダイオードを用いてＷＤＭ光の光パワーを検出しようとすると、信号光の光パワーだけでなく、ＡＳＥ等の雑音に起因する光パワーも全帯域に渡って検出してしまう。例えば、図８（ａ）に示す例では、信号光が１つだけ存在する場合であっても、斜線領域すべての光パワーを検出してしまうので、信号光の光パワーを正しく検出することができない。
【００４３】
一方、実施形態の方式では、各参照光を含む狭い帯域の光パワーが検出されるので、雑音の影響を受けにくい。すなわち、実施形態の方式では、図８（ｂ）に示す斜線領域の光パワーのみが検出されるので、参照光の光パワーを正確に検出でき、これによってＷＤＭ光（または、ＷＤＭ光に含まれる各信号光）の光パワーを正確に検出できる。
【００４４】
図９は、他の実施形態の光伝送システムの中継局の構成図である。ここで、この中継局は、信号帯域を増幅するためのエルビウム添加ファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）６１を備えている。すなわち、このシステムでは、ラマン増幅器およびエルビウム添加ファイバ光増幅器が混在する。そして、ラマン増幅器およびエルビウム添加ファイバ光増幅器６１の関係は、図１０に示すようになっているものとする。
【００４５】
エルビウム添加ファイバ光増幅器６１およびラマン増幅器は、図１０に示すように、信号帯域を増幅するように設計される。ここで、ラマン増幅器による利得は、励起光ｆｐ１〜ｆｐ３により得られている。そして、信号帯域全体に渡ってフラットなラマン利得を得ようとすると、しばしば、複数の励起光の中の一部の励起光に起因するラマン利得がピークとなる周波数が信号帯域の外に位置することがある。図１０に示す例では、励起光ｆｐ１に起因するラマン利得がピークとなる周波数が信号帯域の外に位置している。
【００４６】
ところが、実施形態の光伝送システムでは、各励起光ｆｐ１〜ｆｐ３に起因するラマン利得がピークとなる周波数にそれぞれ参照光ｆｒ１〜ｆｒ３が設定される。すなわち、図１０に示す例においては、参照光ｆｒ１は、信号帯域の外に位置することになり、エルビウム添加ファイバ光増幅器６１によっては増幅されない、あるいは増幅量が不十分となることになる。したがって、このままでは、参照光ｆｒ１は、他の参照光ｆｒ２、ｆｒ３と比較して光パワーが弱くなってしまう
このため、この実施形態のシステムでは、各中継局（または、全中継局の中のいくつかの中継局）に、参照光ｆｒ１と同じ周波数の補助光を生成するための補助光源（ＬＤ）６２、およびその補助光源６２により生成される補助光をＷＤＭ光に合波するＷＤＭカプラ６３が設けられている。そして、このようにして参照光ｆｒ１と同じ周波数の補助光が供給されることにより、エルビウム添加ファイバ光増幅器６１によって増幅されない参照光ｆｒ１の光パワーが、他の参照光ｆｒ２、ｆｒ３と同じレベルになるように調整される。
【００４７】
また、さらに光スペクトラムアナライザ３２と光分岐カプラ３１との間にＷＤＭカプラ７１を設置し、これにより信号帯域外の参照光ｆｐ１のパワーの一部を選択してフォトダイオード７２に導き、監視信号中継器７３によって中継増幅される際に補助光源６２で監視信号データを載せてＷＤＭカプラ６３を通して合波することで信号帯域外参照光に監視信号光を載せることも可能である。
【００４８】
なお、図１または図９に示す例では、各参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーを検出するための回路（検出手段）として、光スペクトラムアナライザ３２が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
図１１は、参照光の光パワーを検出するための回路の実施例である。ここで、この検出回路７０は、図１または図９に示した光スペクトラムアナライザ３２の代わりの設けられる。すなわち、検出回路７０は、分岐カプラ３１により分岐されたＷＤＭ光が与えられ、そのＷＤＭ光に含まれている参照光ｆｒ１〜ｆｒ３の光パワーを検出して制御回路３３に通知する。
【００５０】
検出回路７０は、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３を選択的に反射する反射素子７１−１〜７１−３を備える。ここで、反射素子７１−１〜７１−３は、それぞれ、例えば、ファイバブラッググレーティングにより実現される。そして、反射素子７１−１は、参照光ｆｒ１が設定されている周波数の光のみを反射する。同様に、反射素子７１−２、７１−３は、それぞれ、参照光ｆｒ２、ｆｒ３が設定されている周波数の光のみを反射する。なお、検出回路７０は、無反射終端部７４により終端されている。
【００５１】
反射素子７１−１により反射された光（すなわち、参照光ｆｒ１）は、光デバイス７２−１によりフォトダイオード７３−１に導かれる。ここで、この光デバイス７２−１は、例えば、光分岐カプラまたは光サーキュレータ等により実現することができる。そして、フォトダイオード７３−１によって参照光ｆｒ１の光パワーが検出される。同様に、反射素子７１−２、７１−３によって反射された参照光ｆｒ２、ｆｒ３は、光デバイス７２−２、７２−３によってフォトダイオード７３−２、７３−３に導かれる。そして、フォトダイオード７３−２、７３−３により参照光ｆｒ２、ｆｒ３の光パワーが検出される。
【００５２】
このように、図１１に示す検出回路は、シンプルな光部品を組み合わせることにより実現されるので、光スペクトラムアナライザ３２を利用する構成と比較して低コスト化が図れる。
【００５３】
図１２は、図１１に示す検出回路の変形例である。この検出回路は、予め決められた波長のみを選択的に通過させる波長分離フィルタ７５を備える。この例では、波長分離フィルタ７５は、参照光ｆｒ１〜ｆｒ３のみを通過させる。そして、これらの参照光ｆｒ１〜ｆｒ３は、それぞれ、対応するフォトダイオード７３−１〜７３−３に導かれる。
【００５４】
なお、図１〜図１２に示した実施例では、３波の励起光ｆｐ１〜ｆｐ３によってラマン増幅を実現しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに波長の異なる複数の励起光を利用するシステムであれば適用可能である。
【００５５】
（付記１）ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記ラマン増幅器は、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を送出し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【００５６】
（付記２）ラマン増幅器を利用して送信局から受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記ラマン増幅器は、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光に対してそれぞれラマンシフト周波数だけシフトした周波数またはその近傍の周波数で対応する複数の参照光を送出し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【００５７】
（付記３）付記１または２に記載の光伝送システムであって、
上記送信局は、上記複数の参照光の中の少なくとも一部を利用して上記受信局へ情報を送信する。
【００５８】
（付記４）付記１に記載の光伝送システムであって、
上記ＷＤＭ光が予め決められた周波数間隔が定義されている周波数グリッド上に配置される場合に、上記複数の参照光は、それぞれ、上記励起光に基づいて決められる波長に対応する周波数に最も近接するグリッド上に配置される。
【００５９】
（付記５）付記２に記載の光伝送システムであって、
上記ＷＤＭ光が予め決められた周波数間隔が定義されている周波数グリッド上に配置される場合に、上記複数の参照光は、それぞれ、上記励起光に基づいて決められる周波数に最も近接するグリッド上に配置される。
【００６０】
（付記６）付記１または２に記載の光伝送システムであって、
上記ＷＤＭ光に含まれている上記複数の参照光の光パワーを検出する検出手段をさらに有し、
上記制御手段は、上記検出手段により検出される複数の参照光の光パワーが等化されるように上記複数の励起光の光パワーを制御する。
【００６１】
（付記７）付記６に記載の光伝送システムであって、
上記検出手段は、光スペクトラムアナライザである。
（付記８）付記６に記載の光伝送システムであって、
上記検出手段は、
上記複数の参照光を選択的に反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された参照光を電気信号に変換する受光手段、
を備える。
【００６２】
（付記９）付記１または２に記載の光伝送システムであって、
上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記複数の励起光を制御する。
【００６３】
（付記１０）付記１または２に記載の光伝送システムであって、
上記制御手段は、上記複数の参照光の各光パワーの平均値に基づいて上記ＷＤＭ光の出力パワーを制御する。
【００６４】
（付記１１）ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記中継局は、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
上記中継局は、さらに、
上記ＷＤＭ光を増幅する集中型光増幅器と、
上記複数の参照光の中で上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する参照光と同じ波長の補助光を上記ＷＤＭ光に合波する補助光供給手段、を備え
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【００６５】
（付記１２）ラマン増幅を利用して送信局から中継局を介して受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送システムであって、
上記中継局は、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記励起光源を制御する制御手段、を備え、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を生成する参照光生成手段を有し、
上記制御手段は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。
【００６６】
（付記１３）送信局から受信局へ複数の信号光および複数の参照光を含むＷＤＭ光を伝送する光伝送システムにおいて上記ＷＤＭ光を増幅するラマン増幅器であって、
光増幅媒体と、
互いに波長の異なる複数の励起光を生成する励起光源と、
上記複数の励起光を上記光増幅媒体に導く光デバイスと、
上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する制御手段を備え、
上記複数の参照光が、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長に配置されることを特徴とするラマン増幅器。
【００６７】
（付記１４）互いに波長の異なる複数の励起光を用いるラマン増幅器を利用して送信局から受信局へＷＤＭ光を伝送する光伝送方法であって、
上記送信局は、上記複数の励起光により得られる各ラマン利得がそれぞれピークとなる波長またはその近傍の波長を持った複数の参照光を上記ＷＤＭ光の一部として送出し、
上記ラマン増幅器は、上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御する
ことを特徴とする光伝送方法。
【００６８】
（付記１５）付記１１に記載の光伝送システムであって、
上記中継局は、
上記複数の参照光のうち上記集中型光増幅器の利得帯域の外に位置する帯域外参照光に監視情報を載せ、中継局でこの参照光を電気信号に変換し、さらに光信号に変換して上記ＷＤＭ光に合波する補助光供給手段、を備え、
上記制御手段は、上記帯域外参照光を含む上記複数の参照光の光パワーに基づいて上記複数の励起光を制御し、さらに、上記帯域外参照光を用いて中継局を遠隔制御して状態を監視する情報を中継伝送する
ことを特徴とする光伝送システム。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、ラマン増幅を利用する光伝送システムにおいて、ＷＤＭ光の中に含まれる信号光の数や配置が変化した場合であっても、常に、利得の波長特性を精度よく制御できる。また、ＷＤＭ光の中に含まれる信号光の数が少ない場合であっても、ＡＳＥ等の雑音累積の影響を抑えながらＷＤＭ光の出力パワーを正確にモニタできる。さらに、ラマン増幅器の動作の管理が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の光伝送システムの構成図である。
【図２】参照光の配置方法について説明する図である。
【図３】送信局の構成図である。
【図４】参照光を利用してデータを伝送する場合の送信回路の例である。
【図５】各中継局が備える制御回路の構成図である。
【図６】実施形態の光伝送システムの効果を説明する図である。
【図７】ＷＤＭ光の光パワーに基づいて動作する中継局の実施例である。
【図８】（ａ）は従来技術における光検出、（ｂ）は実施形態の光検出について説明する図である。
【図９】他の実施形態の光伝送システムの中継局の構成図である。
【図１０】ラマン増幅器とエルビウム添加ファイバ光増幅器との関係を説明するための図である。
【図１１】参照光の光パワーを検出するための装置の実施例である。
【図１２】図１１に示す検出回路の変形例である。
【図１３】一般的なラマン増幅器を用いた光伝送システムの構成図である。
【符号の説明】
１    伝送路光ファイバ（光増幅媒体）
２    励起光源
３    ＷＤＭカプラ
１０  送信局
２０  受信局
３０  中継局
３２  光スペクトラムアナライザ
３３  制御回路
４２  ＤＳＰ
６１  エルビウム添加ファイバ光増幅器（ＥＤＡ）
６２  補助光源
７０  検出回路
７１−１〜７１−３  反射素子
７３−１〜７３−３  フォトダイオード
７５  波長分離フィルタ
【図１】
2004304369.tif 000004
【図２】
2004304369.tif 000005
【図３】
2004304369.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004304369.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004304369.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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