(57)【要約】【課題】信号光の変動に基づいて、波長数変動又は信号光の利得傾斜を検出して、出力レベルを制御する光増幅装置を提供することを目的とする。【解決手段】光増幅装置における入力側、中間段又は出力側に、測定点を設け、該測定点における特定波長を測定する特定波長測定手段３１と、該測定点における全光量を測定する全光量測定手段３２とを有し、特定波長測定手段３１で測定した出力に変動が無く、全光量測定手段３２で測定した出力に変動が発生した場合、特定波長測定手段３１で測定した出力と全光量測定手段３２で測定した出力に基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数の変動を検出する。【選択図】　　　　図８
2004103861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重光信号の光増幅装置において、
当該光増幅装置内に、光量を測定する測定点を設け、
該測定点における特定波長を測定する特定波長測定手段と、該測定点における全光量を測定する全光量測定手段と、当該光増幅装置の出力を制御する出力制御手段とを有し、
前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする光増幅装置。
【請求項２】
前記特定波長測定手段は、波長可変光フィルタを有することを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
【請求項３】
当該光増幅装置における入力側、中間段又は出力側に、前記測定点を設け、
前記特定波長測定手段で測定した出力に変動が無く、前記全光量測定手段で測定した出力に変動が発生した場合、
前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の光増幅装置。
【請求項４】
前記特定波長測定手段における出力の変動と前記全光量測定手段における出力の変動とが同じ量だけ変動し場合、前記特定波長測定手段で測定した出力又は前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光伝送路における減衰量の変動を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の光増幅装置。
【請求項５】
当該光増幅装置における出力側に、測定点を設け、
波長多重数データ並びに前記特定波長測定手段で測定した出力及び前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光出力信号の利得傾斜を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅装置に係り、特に、特定波長を測定する特定波長測定手段と、全光量を測定する全光量測定手段と、当該光増幅装置の出力を制御する出力制御手段とを有する波長多重光信号の光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、波長の異なる複数の光信号を一つの光伝送路で伝送することにより、伝送容量を増大させる波長多重方式が普及している。
【０００３】
この波長多重伝送方式についての実際の運用は、任意の波長数及び任意の距離で行われる。従って、色々な波長及び距離の運用に対応するために、実際の波長多重伝送方式において、柔軟な対応が求められている。
【０００４】
このため、波長多重伝送方式に用いられる波長多重光増幅装置は、一般的に、光増幅装置内に設置された光モニタで獲得したデータと、予め設定された情報（利得設定、波長数、出力レベル）等に基づいて、光増幅装置における１波長当たりの出力が一定になるよう光増幅装置の励起光源及び光減衰器を制御している。
【０００５】
図１に従来の光増幅装置の例を示す。図１の光増幅装置は、光増幅部１、２、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３、４、利得等化器５、可変光減衰器６、制御部７、光分光器１２〜１５、ＥＤＦＡの励起光源であるレーザダイオード２１、２２、光モニタであるフォトダイオード３２〜３５、波長合波器４１、４２から構成されている。
【０００６】
図２に示すような光伝送路を通過した全光入力（波長λ１〜波長λｎ、その大きさＸｉｎ）が、波長多重光信号が光信号入力端子ＩＮに供給される。光信号入力端子から入力された信号光の一部は、光分光器（光カプラ）１２で主信号から分岐され、フォトダイオード３２で電気信号に変換される。フォトダイオード３２の出力は、図３に示すような光信号入力端子から入力された信号光（波長λ１〜波長λｎ、その大きさＸｉｎ）のトータルパワー（＝Ｘｉｎ＋１０×ｌｏｇ（ｎ））である。同様に、フォトダイオード３３〜３５から、出力される大きさは、信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワーである。
【０００７】
図１の光増幅装置の制御部７は、フォトダイオード３２〜３５で検出された信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワーに基づいて、各部の光レベルを制御する。これにより、図１の光増幅装置の光信号出力端子ＯＵＴから目的の光出力を得る。
【０００８】
図１の光増幅装置の制御部７は、次のように自動レベル制御（ＡＬＣ）を行う（図４参照）。
▲１▼フォトダイオード３３の出力ＰＰＤ３３とフォトダイオード３２の出力ＰＰＤ３２の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２１を制御する。
【０００９】
つまり、ＰＰＤ３３−ＰＰＤ３２＝Ａ（一定）・・・・・・（１）
▲２▼フォトダイオード３５の出力ＰＰＤ３５とフォトダイオード３４の出力ＰＰＤ３４の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２２を制御する。
【００１０】
つまり、ＰＰＤ３５−ＰＰＤ３４＝Ｂ（一定）・・・・・・（２）
なお、光増幅部１又は光増幅部２が、所定の増幅度Ａ又はＢを得ることができない場合は、他方の光増幅部２又は光増幅部１の増幅度を上げて、Ａ＋Ｂが、一定になるように、制御する。
▲３▼出力端子ＯＵＴから出力されるパワーが目標出力レベルになるように、可変光減衰器６を制御し、光信号出力端子ＯＵＴから、波長数に応じた出力レベルを得ている。これにより、１波長当たりの出力レベルを一定に制御している。
【００１１】
図１の光増幅装置の制御部７が、波長数に応じた出力レベルとなるように制御しないと、図５に示すような問題が生じる。
【００１２】
図５（Ａ）は、波長数が２波の場合である。この場合、各波長（λ１、λ２）の出力は、それぞれ、Ｘｉｎであるとする。このような状態において、波長λ２の光源の突発的故障した場合を考える。本来、光増幅装置において、増幅する波長数が２波から１波と、半減したのであるから、光増幅装置から出力されるレベルも半減すべきところであるにも拘わらず、制御部７において、入力している波長数が１つになったことを知らないと、図５（Ｂ）に示すように、波長λ２による出力レベルの落ち込みを、波長λ１で補ってしまい、１波長当たりの出力レベルが一定とならない。
【００１３】
そこで、このような大容量、長距離伝送方式では使用される光増幅装置では、制御に用いるための設定情報（波長数、出力レベル等）が、光増幅装置の上位光伝送装置から、光増幅装置の下位光伝送装置に送られる。
【００１４】
下位光伝送装置の光増幅装置の制御部７は、受信した設定情報に基づいて、光増幅装置の光出力が、波長数に対応したレベルになるよう制御する。
【００１５】
また、従来の光増幅装置では、利得傾斜度の平坦度を得るために、
ＰＰＤ３３−ＰＰＤ３２＝Ａ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（１）
ＰＰＤ３５−ＰＰＤ３４＝Ｂ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（２）
かつ、利得傾斜が平坦となるように、製造途中の調整段階で、光増幅装置毎に、光部品データのバラツキを吸収するために個別に調整されている。
【００１６】
また、本発明に関連する技術として、光ファイバ伝送路損失の変化などによる光増幅器の波長間利得偏差の発生を抑制する技術が、後述の特許文献１に示されている。特許文献１には、参照光の受信強度に基づき光増幅器の動作を、当該光増幅装置に内蔵された制御手段によって制御する技術が開示されている。
【００１７】
また、複数波長の光信号を多重化して伝送する波長多重光伝送システムの光増幅装置に関し、チャネル数の変更による非線形特性の劣化やＳ／Ｎの劣化を抑制可能とする技術が、後述の特許文献２に示されている。特許文献２には、希土類ドープ光ファイバーと励起レーザダイオードと自動光利得制御回路とを含む第一の部分と、光減衰器６４と自動レベル制御回路とを含む第二の部分と、監視信号処理回路７０とを含む光増幅装置において、チャネル数変更前は、チャネル数に対応したレベルの波長多重光信号を増幅出力するように制御し、チャネル数変更の通告時は、光減衰器の光透過率等を一時的に固定し、利得一定としてチャネル数に対応した出力光信号レベルとし、チャネル数変更完了時は、光減衰器の光透過率の制御開始等によるチャネル数対応のレベル一定制御とする技術が開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−３１２０４６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９６１６９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上位光伝送装置から設定情報（波長数、出力レベル等）を受信する下位光伝送装置の光増幅装置は、予期していない波長の減設（例えば、１つの光源の突発的故障）が生じた場合、上位光伝送装置が波長数の変化を判別した後、下位光伝送装置の光増幅装置に波長増減情報が送信されるため、実際の波長数と光増幅装置が認識する波長数とが異なる時間帯（数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度）が生じる。
【００１９】
この数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度の波長数情報の認識のズレを吸収するために、従来の光増幅装置では、次のような制御を行っている。
光減衰器の動作に数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度の不感時間を設ける。これにより、光減衰器の動作が、数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ程度の遅延をもって、制御されるので、光源の突発的故障が生じ、光源の数の変更情報が数百ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃ後に、光増幅装置に届いたとしても、その間には、制御が行われていないので、波長数情報の認識のズレに基づく、誤動作を防止することができる。
各モニタのサンプル値を数ｓｅｃだけ保持させる。これにより、光減衰器の動作が、数ｓｅｃの遅延をもって、制御されるので、▲１▼と同様に、波長数情報の認識のズレに基づく、誤動作を防止することができる。
【００２０】
しかしながら、波長数情報が上位光伝送装置から光増幅装置に届くまでの時間は、上位光伝送装置の波長数認識・判別性能に依存しているため、上位光伝送装置毎に異なる。そのため、光増幅装置における上記不感時間又は保持時間を、実際に使用される上位光伝送装置毎に設定して最適化する必要があるという問題がある。
【００２１】
また、波長多重光増幅装置において平坦な利得を保つためには、光増幅装置の光増幅部の利得を利得傾斜に応じて変化させなければならない。しかし、従来の波長多重光増幅装置における光増幅部の利得設定は、光増幅装置の製造段階での試験条件（例えば、ＭＡＸ波長数）で個別に調整されている。従って、光増幅装置の実運用時の波長数が、光増幅装置の製造段階での試験条件（例えば、ＭＡＸ波長数）と異なる場合は、充分平坦な利得傾斜度を得ることができないという問題がある。例えば、図６に示すように、光増幅装置の製造段階で、ｍａｘの波長数で調整されている場合、運用は、ｍａｘの以下の波長数（例えば、波長数が７）で行われる場合が多く、図７に示すように、利得傾斜を有するようになる。
【００２２】
また、特開２０００−３１２０４６号公報に記載された発明は、参照光は、主信号とは異なる波長に限定されているという問題がある。さらに、特開２０００−３１２０４６号公報に記載された発明は、波長数を特定できないという問題がある。
【００２３】
特開２０００−１９６１６９号公報に記載された発明は、波長変更時に、光減衰器を一次的に固定し、波長数変更後に光減衰器の制御を開始するものであり、上記▲１▼、▲２▼の問題を有するものである。
【００２４】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、信号光の変動に基づいて、波長数変動又は信号光の利得傾斜を検出して、出力レベルを制御する光増幅装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００２６】
請求項１に記載された発明は、波長多重光信号の光増幅装置において、当該光増幅装置内に、光量を測定する測定点を設け、該測定点における特定波長を測定する特定波長測定手段と、該測定点における全光量を測定する全光量測定手段と、当該光増幅装置の出力を制御する出力制御手段とを有し、前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする光増幅装置である。
【００２７】
請求項１に記載された発明によれば、光増幅装置内に、光量を測定する測定点を設け、該測定点における特定波長を測定する特定波長測定手段と、該測定点における全光量を測定する全光量測定手段と、当該光増幅装置の出力を制御する出力制御手段とを有し、特定波長測定手段で測定した出力と全光量測定手段で測定した出力に基づいて、出力レベル制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することにより、信号光の変動に基づいて、波長数変動又は信号光の利得傾斜を検出して、出力レベルを制御する光増幅装置を提供することができる。
【００２８】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の光増幅装置において、前記特定波長測定手段は、波長可変光フィルタを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項２に記載された発明によれば、特定波長測定手段は、波長可変光フィルタを有することにより、検出している特定波長が断（故障）した場合、他の波長に切り替えモニタすることにより、制御部は、継続して、適正な制御を行うことができる。
【００３０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の光増幅装置において、当該光増幅装置における入力側、中間段又は出力側に、前記測定点を設け、前記特定波長測定手段で測定した出力に変動が無く、前記全光量測定手段で測定した出力に変動が発生した場合、前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数を検出することを特徴とする。
【００３１】
請求項３に記載された発明によれば、特定波長測定手段で測定した出力に変動が無く、全光量測定手段で測定した出力に変動が発生した場合、特定波長測定手段で測定した出力と全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数の変動を検出することができる。
【００３２】
また、これにより、光増幅装置の上位監視装置からの波長数増減設情報を待つことなく、光増幅装置で、現時点の波長数を特定できる。その結果、光増幅装置における不感時間又は保持時間を設定する必要がなく、使用される上位光伝送装置に応じて不感時間又は保持時間を最適化する必要性も無くなる。
また、光増幅装置で波長数を特定できるので、光出力も光増幅装置の上位監視装置から送られてくる波長数情報を待つことなく、光出力の目標値になるよう出力を制御することが可能となる。これにより、増減した波長数に対応して、高速に光出力のレベルの制御を行うことができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし３いずれか一項記載の光増幅装置において、前記特定波長測定手段における出力の変動と前記全光量測定手段における出力の変動とが同じ量だけ変動し場合、前記特定波長測定手段で測定した出力又は前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光伝送路における減衰量の変動を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする。
【００３４】
請求項４に記載された発明によれば、特定波長測定手段における出力の変動と全光量測定手段における出力の変動とが同じ量だけ変動し場合、特定波長測定手段で測定した出力又は全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光伝送路における減衰量の変動を補償するように、出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することができる。
【００３５】
請求項５に記載された発明は、請求項１又は２記載の光増幅装置において、当該光増幅装置における出力側に、測定点を設け、波長多重数データ並びに前記特定波長測定手段で測定した出力及び前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光出力信号の利得傾斜を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする。
【００３６】
請求項５に記載された発明によれば、当該光増幅装置における出力側に、測定点を設け、波長多重数データ並びに前記特定波長測定手段で測定した出力及び前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光出力信号の利得傾斜を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。第８図は、本実施の形態の光増幅装置を示す。
（第１の実施の形態）
図８を用いて、本発明の第１の実施の形態を説明する。図８の光増幅装置は、光増幅部１、２、可変光減衰器６、制御部７、光分光器１１〜１５、フォトダイオード３１〜３５及び特定波長を通過させる固定光フィルタ５１から構成されている。なお、光増幅部１は、励起光源であるレーザダイオード２１、波長合波器４１、ＥＤＦＡ３及び利得等化器５を有している。また、光増幅部２は、励起光源であるレーザダイオード２２、波長合波器４２及びＥＤＦＡ４を有している。
【００３８】
光伝送路を通過した全光入力（波長λ１〜波長λｎ、その大きさＸｉｎ）が、波長多重光信号が光信号入力端子ＩＮに供給される。光信号入力端子ＩＮから入力された信号光は、光増幅部１で増幅され、可変光減衰器６で所定のレベルに制御され、光増幅部２で増幅されて、光信号出力端子ＯＵＴから所定レベルの波長多重光信号が出力される。
【００３９】
フォトダイオード３１からは、特定波長を通過させる固定光フィルタ５１を通過した波長の光信号のレベル（ＰＰＤ３１）が出力される。また、フォトダイオード３２からは、光増幅部１で増幅される前の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３２）が出力される。同様に、フォトダイオード３３からは、光増幅部１で増幅された後の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３３）が出力され、フォトダイオード３４からは、光増幅部２で増幅される前の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３４）が出力され、フォトダイオード３５からは、光増幅部２で増幅された後の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３５）が出力される。
▲１▼光増幅装置の制御部７は、フォトダイオード３３の出力ＰＰＤ３３とフォトダイオード３２の出力ＰＰＤ３２の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２１を制御する。
ＰＰＤ３３−ＰＰＤ３２＝Ｄ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（３）
▲２▼光増幅装置の制御部７は、フォトダイオード３５の出力ＰＰＤ３５とフォトダイオード３４の出力ＰＰＤ３４の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２２を制御する。
【００４０】
ＰＰＤ３５−ＰＰＤ３４＝Ｅ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（４）
▲３▼　光増幅装置の制御部７は、光増幅部１又は光増幅部２が、所定の増幅度Ｄ又はＥを得ることができない場合は、他方の光増幅部２又は光増幅部１の増幅度を上げて、
Ｄ＋Ｅ＝一定　　　・・・・・・・（５）
になるように制御する。
▲４▼光増幅装置の制御部７は、出力端子ＯＵＴから出力されるパワー（ＰＰＤ３５）が目標出力レベルになるように、可変光減衰器６を制御する。
【００４１】
ここで、光信号入力端子ＩＮから入力された光入力量を、ａ（ｄＢｍ／ｃｈ）、光信号出力端子ＯＵＴから出力される光出力量を、ｂ（ｄＢｍ／ｃｈ）、波長数をｎとすると、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）と、フォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）及びフォトダイオード３５で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３５）は
ＰＰＤ３１＝ａ（ｄＢｍ／ｃｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・（６）
ＰＰＤ３２＝ａ＋１０×ｌｏｇ（ｎ）（ｄＢｍ）　［トータルパワー］　　・・・・（７）
ＰＰＤ３５＝ｂ＋１０×ｌｏｇ（ｎ）（ｄＢｍ）　［トータルパワー］　　・・・・（８）
となる。
【００４２】
ここで、光信号入力端子ＩＮに接続されている伝送路のロスが、±ｘ（ｄＢ）と変動した場合、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）及びフォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）は、それぞれ、
ＰＰＤ３１＝ａ±ｘ（ｄＢｍ／ｃｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・（９）
ＰＰＤ３２＝ａ＋１０×ｌｏｇ（ｎ）±ｘ（ｄＢｍ）［トータルパワー］　　・（１０）
となる。ここで、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）及びフォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）の変動量を、それぞれ、Δｘ１及びΔｘ２とすると、Δｘ１及びΔｘ２は、式（６）、（７）、（９）及び（１０）より、
Δｘ１＝±ｘ　　　　　・・・（１１）
Δｘ２＝±ｘ　　　　　・・・（１２）
となり、Δｘ１とΔｘ２とは等しい。
【００４３】
一方、波長数が、ｎ波からｎ±ｍ波への変化があった場合、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）及びフォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）は、それぞれ、
ＰＰＤ３１＝ａ（ｄＢｍ／ｃｈ）　　　　　　　　　　　　　　　・・・・（１３）
ＰＰＤ３２＝ａ＋１０×ｌｏｇ（ｎ±ｍ）［トータルパワー］　　・・・・（１４）
となり、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）は変化しない（Δｘ１＝０）が、フォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）のΔｘ２は、
Δｘ２＝１０×ｌｏｇ［（ｎ±ｍ）／ｎ］・・・（１５）
となる。
【００４４】
よって、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）の変動Δｘ１とフォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）の変動Δｘ２を比較することにより、光入力信号のレベル変動があった場合、その原因が、伝送路ロスの変動によるものか、波長数の増減によるものかの特定ができる。
【００４５】
つまり、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）の出力と、フォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）の出力とが同じ量だけ変動した場合、伝送路ロスの変動によるものと判断することができる。
また、フォトダイオード３１で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３１）の出力変動が無く、フォトダイオード３２で得られる光モニタ値（ＰＰＤ３２）の出力変動が発生した場合、波長数の増減によるものと判断することができる。
【００４６】
このとき、ｎは既知であるので、式（１５）から、増減した波長数ｍを次式により求めることができる。
【００４７】
【数１】
2004103861.tif 000003
これにより、光増幅装置の上位監視装置からの波長数増減設情報を待つことなく、光増幅装置で、現時点の波長数を特定できる。その結果、光増幅装置における不感時間又は保持時間を設定する必要がなく、使用される上位光伝送装置に応じて不感時間又は保持時間を最適化する必要性も無くなる。
【００４８】
また、光増幅装置で波長数を特定できるので、光出力も光増幅装置の上位監視装置から送られてくる波長数情報を待つことなく、光出力の目標値を
ｂ＋１０×ｌｏｇ（ｎ）＋１０×ｌｏｇ［（ｎ±ｍ）／ｎ］（ｄＢｍ）　・・（１７）
となるように、光減衰器６の減衰量を制御することが可能となる。これにより、増減した波長数ｍに対応して、高速に光出力のレベルの制御を行うことができる。
【００４９】
図９に、光増幅装置の制御部７における増減した波長数ｍの算出の処理フローを示す。
【００５０】
先ず、フォトダイオード３１及びフォトダイオード３２で、光量を検出する（Ｓ２）。次いで、フォトダイオード３１及びフォトダイオード３２で検出した光量の変動量Δｘ１及びΔｘ２を算出する（Ｓ３）。
【００５１】
Δｘ１とΔｘ２とを比較する（Ｓ４）。Δｘ１＝Δｘ２の場合は、伝送路ロスの変動であるので、Ｓ２に戻る。Δｘ１≠Δｘ２の場合は、式（１６）から、増減した波長数を求める（Ｓ５）。
【００５２】
このように、光増幅装置自体で波長数を特定することができるので、図８の光増幅装置は、光出力一定制御に数百ｍｓｅｃの不感時間又は保持時間を設ける必要がないので、高速な制御を行うことが可能となる。
【００５３】
また、瞬時に波長数の変動を検出し、それに基づいて制御することにより、より安定な光出力制御を行うことが可能となる。
（第２の実施の形態）
図１０を用いて、本発明の第２の実施の形態を説明する。図１０の光増幅装置は、光増幅部１、２、可変光減衰器６、制御部７、光分光器１２〜１６、フォトダイオード３２〜３６及び特定波長を通過させる固定光フィルタ５２から構成されている。なお、光増幅部１は、励起光源であるレーザダイオード２１、波長合波器４１、ＥＤＦＡ３及び利得等化器５を有している。また、光増幅部２は、励起光源であるレーザダイオード２２、波長合波器４２及びＥＤＦＡ４を有している。
【００５４】
図１０は、図８から光分光器１１、特定波長を通過させる固定光フィルタ５１及びフォトダイオード３１を削除し、新たに、光増幅装置の出力側に、光分光器１６、特定波長を通過させる固定光フィルタ５２及びフォトダイオード３６を追加したものである。
【００５５】
光伝送路を通過した全光入力（波長λ１〜波長λｎ、その大きさＸｉｎ）が、波長多重光信号が光信号入力端子ＩＮに供給される。光信号入力端子ＩＮから入力された信号光は、光増幅部１で増幅され、可変光減衰器６で所定のレベルに制御され、光増幅部２で増幅されて、光信号出力端子ＯＵＴから所定レベルの波長多重光信号が出力される。
【００５６】
フォトダイオード３２からは、光増幅部１で増幅される前の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３２）が出力される。同様に、フォトダイオード３３からは、光増幅部１で増幅された後の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３３）が出力され、フォトダイオード３４からは、光増幅部２で増幅される前の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３４）が出力され、フォトダイオード３５からは、光増幅部２で増幅された後の信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワー（ＰＰＤ３５）が出力される。また、フォトダイオード３６からは、特定波長を通過させる固定光フィルタ５２を通過した波長の光信号のレベル（ＰＰＤ３６）が出力される。
▲１▼光増幅装置の制御部７は、フォトダイオード３３の出力ＰＰＤ３３とフォトダイオード３２の出力ＰＰＤ３２の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２１を制御する。
ＰＰＤ３３−ＰＰＤ３２＝Ｄ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（３）
▲２▼光増幅装置の制御部７は、フォトダイオード３５の出力ＰＰＤ３５とフォトダイオード３４の出力ＰＰＤ３４の差が一定になるように、レーザダイオード（励起光源）２２を制御する。
【００５７】
ＰＰＤ３５−ＰＰＤ３４＝Ｅ（ｄＢ）（一定）・・・・・・（４）
▲３▼　光増幅装置の制御部７は、光増幅部１又は光増幅部２が、所定の増幅度Ｄ又はＥを得ることができない場合は、他方の光増幅部２又は光増幅部１の増幅度を上げて、
Ｄ＋Ｅ＝一定　　　・・・・・・・（５）
になるように制御する。
▲４▼光増幅装置の制御部７は、出力端子ＯＵＴから出力されるパワー（ＰＰＤ３５）が目標出力レベルになるように、可変光減衰器６を制御する。
【００５８】
次に、制御部７が、励起光源であるレーザダイオード２２及び励起光源であるレーザダイオード２２を制御して、光増幅部１及び光増幅部２の増幅度を制御し、充分に平坦な利得傾斜度を得るための制御について説明する。
【００５９】
光増幅装置で増幅する波長数をｎとし、ＡＳＥ（Ａｃｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ　Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光等の雑音パワーをＡＳＥとすると、平坦な利得傾斜度を得るためには、次式を満たす必要がある。
【００６０】
（（ＰＰＤ３５−ＡＳＥ）／ｎ）／ＰＰＤ３６＝一定　　・・・（１８）
この式における（ＰＰＤ３５−ＡＳＥ）は、信号成分のパワーであり、（ＰＰＤ３５−ＡＳＥ）／ｎは、１波当たりの信号成分のパワーである。式（１８）は、この１波当たりの信号成分のパワーとＰＰＤ３６との比が一定であることを示している。ＰＰＤ３６は、任意に選択された波長のパワーであるので、任意に選択された波長のパワーが、ｎ波の平均パワーと一定の比の関係にあることは、平坦な利得傾斜度であることを示している。なお、ＡＳＥとして、別に実験で求めた、値を用いる。
【００６１】
式（１８）の条件から外れた場合は、利得傾斜度が平坦でなくなっているため、制御部７は、（ＰＰＤ３５−ＡＳＥ）／ｎ）を算出し、特定波長を通過させる固定光フィルタ５２を通過した波長の光信号のレベルＰＰＤ３６との比が所定の値になるように、励起光源であるレーザダイオード２１及び励起光源であるレーザダイオード２２制御する。
【００６２】
また、制御部７は、１波当たりの出力を補償するために、１波当たりの信号成分のパワーである（ＰＰＤ３５−ＡＳＥ）／ｎを、所定の値に保つように、可変光減衰器６を制御する。
【００６３】
図１１及び図１２を用いて、光増幅装置の制御部７における利得傾斜度を平坦にする処理フローを説明する。
【００６４】
図１２に示すように、フォトダイオード（受光器）３２〜３４、フォトダイオード３５、フォトダイオード３６で受光した光信号を電流変換後、抵抗Ｒ２〜４、Ｒ５、Ｒ６により、電圧に変換する。電圧に変換された信号は、増幅器（Ａｍｐ）２〜４、Ａｍｐ５、Ａｍｐ６で増幅され、次いで、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２〜４、ＡＤＣ５、ＡＤＣ６でディジタル信号に変換されて制御部７に供給される。このように、制御部７には、各受光器で得た信号が入力される。
【００６５】
制御部７は、初期動作として、下記１〜３の処理を行う。
Ａｍｐ４、Ａｍｐ５、Ａｍｐ６の電気信号のレベルを検出する（Ｓ１２）。
次に、Ａｍｐ４、Ａｍｐ５の電気信号比が、設定された比になるように、光増幅部２の励起光源であるレーザダイオード２２を駆動し、利得を調整する（Ｓ１３、Ｓ１４）
次に、Ａｍｐ６の電気信号レベルが設定された値になるように、可変光減衰器６を制御する（Ｓ１５、Ｓ１６）。
【００６６】
上記１〜３の処理を終了して、制御部７は、利得傾斜度及び１波当たりの出力の補償するために、次の処理を行う。
Ａｍｐ５及びＡｍｐ６の電気信号レベルを検出する（Ｓ１７）。
次に、Ａｍｐ６の電気信号レベルが設定された値になるように、可変光減衰器６を制御する（Ｓ１９、Ｓ２０）。
次に、式（１８）を満たすように、光増幅部１の励起光源であるレーザダイオード２１及び光増幅部２の励起光源であるレーザダイオード２２を制御する（Ｓ２１、Ｓ２２）。
【００６７】
処理終了命令（又は入力断検出等）を検出した場合は、処理を終了する（Ｓ１８、Ｓ３３）。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を、図１３に示す。
【００６８】
図１３は、図８における特定波長を通過させる固定光フィルタ５１を、特定波長を通過させる可変光フィルタ６１に換え、可変光フィルタ６１を制御する駆動回路７１を追加したものである。これにより、特定波長を任意に選択することができる。
【００６９】
基本的動作は、第１の実施の形態と同一であるが、フォトダイオード３１で検出している波長が断（故障）した場合、第１の実施の形態では、制御部７は適正な制御を行うことができなくなるが、第３の実施の形態では、駆動回路７１を制御して、他の波長に切り替えモニタすることにより、制御部７は、継続して、適正な制御を行うことができる。
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を、図１４に示す。
【００７０】
図１４は、図１０における特定波長を通過させる固定光フィルタ５２を、特定波長を通過させる可変光フィルタ６２に換え、可変光フィルタ６２を制御する駆動回路７２を追加したものである。これにより、特定波長を任意に選択することができる。
【００７１】
基本的動作は、第２の実施の形態と同一であるが、フォトダイオード３６で検出している波長が断（故障）した場合、第２の実施の形態では、制御部７は適正な制御を行うことができなくなるが、第４の実施の形態では、駆動回路７２を制御して、他の波長に切り替えモニタすることにより、制御部７は、継続して、適正な制御を行うことができる。
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を、図１５に示す。
【００７２】
第５の実施の形態は、第１の実施の形態と第２の実施の形態を組み合わせたものである。第２の実施の形態における式（１８）で、波長数を用いているが、この波長数を第１の実施の形態により、瞬時により求めるものである。
【００７３】
これにより、予期されない、波長数の増減設に対応しても、的確に、充分な１波当たりの出力及び平坦な利得傾斜を得ることができる。
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態を、図１６に示す。
【００７４】
第６の実施の形態は、第３の実施の形態と第４の実施の形態を組み合わせたものであり、図１５における特定波長を通過させる固定光フィルタ５１、５２を、特定波長を通過させる可変光フィルタ６１、６２に換え、可変光フィルタ６１、６２を制御する駆動回路７１、７２を追加したものである。これにより、入力側と出力側に設けた特定波長を任意に選択することができる。
【００７５】
基本的動作は、第５の実施の形態と同一であるが、フォトダイオード３１、３６で検出している波長が断（故障）した場合、第５の実施の形態では、制御部７は適正な制御を行うことができなくなるが、第６の実施の形態では、駆動回路７１、７２を制御して、他の波長に切り替えモニタすることにより、制御部７は、継続して、適正な制御を行うことができる。
また、本発明は、次のような実施の態様を有する。
【００７６】
（付記１）　波長多重光信号の光増幅装置において、
当該光増幅装置内に、光量を測定する測定点を設け、
該測定点における特定波長を測定する特定波長測定手段と、該測定点における全光量を測定する全光量測定手段と、当該光増幅装置の出力を制御する出力制御手段とを有し、
前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする光増幅装置。
【００７７】
（付記２）　前記特定波長測定手段は、波長可変光フィルタを有することを特徴とする付記１記載の光増幅装置。
【００７８】
（付記３）　当該光増幅装置における入力側、中間段又は出力側に、前記測定点を設け、
前記特定波長測定手段で測定した出力に変動が無く、前記全光量測定手段で測定した出力に変動が発生した場合、
前記特定波長測定手段で測定した出力と前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数を検出することを特徴とする付記１又は２記載の光増幅装置。
【００７９】
（付記４）　前記特定波長測定手段における出力の変動と前記全光量測定手段における出力の変動とが同じ量だけ変動し場合、前記特定波長測定手段で測定した出力又は前記全光量測定手段で測定した出力とに基づいて、光伝送路における減衰量の変動を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする付記１ないし３いずれか一項記載の光増幅装置。
【００８０】
（付記５）　当該光増幅装置における出力側に、測定点を設け、
波長多重数データ並びに前記特定波長測定手段で測定した出力及び前記全光量測定手段で測定した出力に基づいて、光出力信号の利得傾斜を補償するように、前記出力制御手段が当該光増幅装置の出力を制御することを特徴とする付記１又は２記載の光増幅装置。
【００８１】
（付記６）　波長多重光信号の光増幅装置における受信した波長多重光信号の波長多重数の変動を検出する方法において、
当該光増幅装置における入力側、中間段又は出力側に、測定点を設け、
該測定点における特定波長を測定する特定波長測定ステップと、該測定点における全光量を測定する全光量測定ステップとを有し、
前記特定波長測定ステップで測定した出力に変動が無く、前記全光量測定ステップで測定した出力に変動が発生した場合、
前記特定波長測定ステップで測定した出力と前記全光量測定ステップで測定した出力に基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数の変動を検出することを特徴とする波長多重数の変動を検出する方法。
【００８２】
（付記７）　波長多重光信号の光増幅装置における受信した波長多重光信号のレベル変動を検出する方法において、
当該光増幅装置内に測定点を設け、
該測定点における特定波長を測定する特定波長測定ステップと、該測定点における全光量を測定する全光量測定ステップとを有し、
前記特定波長測定ステップで測定した出力変動と、前記全光量測定ステップで測定した出力変動とが同一の場合、前記特定波長測定ステップで測定した出力変動又は前記全光量測定ステップで測定した出力変動に基づいて、受信した波長多重光信号の光伝送路における減衰量の変動を検出することを特徴とするレベル変動を検出する方法。
【００８３】
（付記８）波長多重光信号の光増幅装置における受信した波長多重光信号の信号を処理する信号処理方法において、
当該光増幅装置内に測定点を設け、
該測定点における特定波長を測定する特定波長測定ステップと、該測定点における全光量を測定する全光量測定ステップとを有し、
前記特定波長測定ステップで測定した出力変動と、前記全光量測定ステップで測定した出力変動とが同一の場合、前記特定波長測定ステップで測定した出力変動又は前記全光量測定ステップで測定した出力変動に基づいて、受信した波長多重光信号の光伝送路における減衰量の変動を検出し、
前記特定波長測定ステップで測定した出力に変動が無く、前記全光量測定ステップで測定した出力に変動が発生した場合、前記特定波長測定ステップで測定した出力と前記全光量測定ステップで測定した出力に基づいて、受信した波長多重光信号の波長多重数の変動を検出すること特徴とする信号処理方法。
【００８４】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、信号光の変動に基づいて、波長数変動又は信号光の利得傾斜を検出して、出力レベルを制御する光増幅装置を提供することができる。
【００８５】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光増幅装置の例を説明するための図である。
【図２】光信号入力端子に供給される波長多重光信号の例を説明するための図である。
【図３】フォトダイオードで検出される信号光（波長λ１〜波長λｎ）のトータルパワーを説明するための図である。
【図４】自動レベル制御を説明するための図である。
【図５】波長数に応じた出力レベルでない場合を説明するための図である。
【図６】ＭＡＸ波長数で平坦な利得傾斜度を得ている場合を説明するための図である。
【図７】ｍａｘの以下の波長数にために、利得傾斜を有する場合を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図９】波長数の算出の処理フローを説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図１１】利得傾斜度を平坦にする処理フローを説明するための図である。
【図１２】利得傾斜度を平坦にする処理を説明するための回路ブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態を説明するための図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態を説明するための図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１、２　　光増幅部
３、４　　ＥＤＦＡ
５　　利得等化器
６　　可変光減衰器
７　　制御部
１１〜１６　　光分光器
２１、２２　　励起光源であるレーザダイオード
３１〜３６　　フォトダイオード
４１、４２　　波長合波器
６１、６２　　可変光フィルタ
７１、７２　　駆動回路
【図１】
2004103861.tif 000004
【図２】
2004103861.tif 000005
【図３】
2004103861.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004103861.tif 000010
【図８】
2004103861.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2004103861.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004103861.tif 000017
【図１５】
2004103861.tif 000018
【図１６】
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