(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された光信号の伝送路上に増幅用の複数の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなる光増幅器において、
前記複数の希土類添加光ファイバが吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光を出力する監視光出力手段と、
前記監視光出力手段が出力する前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波手段と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波する分波手段と、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波手段により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出手段と、
前記監視光検出手段によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御するとともに、前記複数の希土類添加光ファイバをそれぞれ利得一定制御することによって、波長多重された前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ロス監視光を用いて得た前記損失に基づいて、前記可変光減衰器の減衰量を制御し、所望のチルト量を得ることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合、装置の故障を外部に通知することを特徴とする請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記ロス監視光を出力する前記監視光出力手段はレーザダイオードであり、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度を検出する前記監視光検出手段は前記レーザダイオードのバックパワーを検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光増幅器。
【請求項５】
波長多重された光信号の伝送路上に増幅用の複数の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなり、前記波長多重された光信号に、前記複数の希土類添加光ファイバにより吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光が重畳されて入力される光増幅器において、
前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波手段と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波手段と、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波手段により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出手段と、
前記監視光検出手段によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御するとともに、前記複数の希土類添加光ファイバをそれぞれ利得一定制御することによって、波長多重された前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項６】
前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合、前記伝送路の下流の他の装置に対する警報としてＡＩＳ（Ａｌａｒｍ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）を送信し、当該ＡＩＳを受けた下流の装置では、自装置で発生した警報をマスクし、前記ＡＩＳを下流の装置に送信することを特徴とする請求項５に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記ロス監視光は、特定の周波数で変調されて入力されるものであり、
監視光検出手段は、前記入力された前記ロス監視光から前記特定の周波数を取り出して検出することを特徴とする請求項５に記載の光増幅器。
【請求項８】
前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合に、警報の情報を上流の他の装置に通知し、入力される前記光信号のパワー増加を要求することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の光増幅器。
【請求項９】
波長多重された光信号の伝送路上に増幅用の複数の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなる光増幅器の光増幅方法において、
前記複数の希土類添加光ファイバが増幅する前記光信号の波長に対して吸収および利得を生じない波長にロス監視光を設定し出力させる監視光出力工程と、
前記監視光出力工程によって出力される前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波工程と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波工程と、
前記合波工程により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波工程により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出工程と、
前記監視光検出工程によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御するとともに、前記複数の希土類添加光ファイバをそれぞれ利得一定制御することによって、波長多重された前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【請求項１０】
波長多重された光信号の伝送路上に増幅用の複数の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなり、前記波長多重された光信号に、前記複数の希土類添加光ファイバにより増幅する前記光信号の波長に対して吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光が重畳されて入力される光増幅器の光増幅方法であって、
前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波工程と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波工程と、
前記合波工程により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波工程により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出工程と、
前記監視光検出工程によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御するとともに、前記複数の希土類添加光ファイバをそれぞれ利得一定制御することによって、波長多重された前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長多重されたＷＤＭ光を伝送するＷＤＭ伝送システムにおいて用いられる多波長の光を増幅する光増幅器および光増幅方法に関し、特に、希土類添加光ファイバを用いた光増幅器において利得の波長依存性を可変できる光増幅器および光増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ光伝送システムは、光増幅器を用いて複数の波長の一括増幅をすることで信号伝送容量を飛躍的に高めることができる。光増幅器としてもっとも多く使用されているのがエルビウムを始めとする希土類元素を添加した光ファイバ増幅器であり、その性質などについて多くの研究がなされ実用化されてきた。
【０００３】
このようなエルビウム添加光ファイバ増幅器（以下エルビウム添加光ファイバをＥＤＦと表記する）は、０．９８μｍか１．４８μｍ帯の励起光により１．５３〜１．６μｍの範囲の信号光を増幅するものであり、励起光の強度により、一括増幅される光信号の波長依存性（以下チルトと呼ぶ）が変化することが知られている。
【０００４】
図１８は、チルトの定義を説明するための図である。横軸は波長、縦軸はパワーである。ＷＤＭの各波長毎の信号光のパワーの傾きをチルトと呼ぶ。図１９は、励起光とＥＤＦ利得の関係を示す図である。横軸は波長、縦軸はＥＤＦ利得である。図示のように、励起光の強度によってチルトが変化する。
【０００５】
励起光を増やし、ＥＤＦ利得を大きくした場合には、エネルギーの高い短波長側の利得が長波長側の利得よりも大きくなり、その結果として短波長側のパワーが長波長側のパワーよりも大きくなるチルトが発生する。特に、長距離ＷＤＭ伝送システムでは伝送される各波長の全てを、同等の品質で伝送させる必要がある。意図しないチルトの発生は伝送品質の劣化を招くため、光増幅器は平坦なチルトとなる制御（利得制御）を行う。
【０００６】
図２０は、従来の光増幅器を示す図である。このような光増幅器２００は、２段のＥＤＦ（ＥＤＦ１，ＥＤＦ２）２０１，２０２と、これらＥＤＦ２０１，２０２の間に設けられた可変光減衰器（ＶＯＡ；Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）２０３を備えており、入力パワーの変動時であっても出力パワーが一定になるように制御を行う。
【０００７】
ＥＤＦ２０１，２０２は、上述したように励起光の強度を変化させ利得が変化すると、チルトが変化するため、制御部２０５は、このＥＤＦ２０１，２０２の利得が一定になるようにＡＧＣ制御を行う。また、図２１は、チルトを一定に保つ制御を説明するための図である。制御部２０５は、ＥＤＦ２０１に対する入力パワーが変化した場合には、ＥＤＦ２０１の利得を一定としつつ、ＶＯＡ２０３の減衰量を調節することによってＥＤＦ２０２の出力パワーを一定に保つＡＬＣ制御を行う。
【０００８】
図２０に示すように、制御部２０５は、光増幅器２００の入出力点におけるＷＤＭ信号の光強度をフォトダイオード（ＰＤ：ＰＤ１，ＰＤ４）２１１，２１４を用いて検出してＡＧＣ制御を行う。また、ＶＯＡ２０３の入出力点におけるＷＤＭ信号の光強度をＰＤ（ＰＤ２，ＰＤ３）２１２，２１３を用いて検出し、ＶＯＡ２０３の減衰量を判断してＡＬＣ制御を行っている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００９】
図２０に記載した光増幅器２００は、ＥＤＦ２０１，２０２や、ＰＤ２１１〜２１４に対する光分岐を行う分岐部２２０や、不図示の利得等化フィルタ、発振防止用の光アイソレータ、励起光をカップリングするＷＤＭフィルタや、ＶＯＡ２０３などの多くの光部品の集合体である。このため、光増幅器２００による利得は、下記式（１）となる。
光増幅器利得＝ＥＤＦ利得−ＶＯＡ損失−光部品損失  …（１）
ここで、光部品損失とは、ＶＯＡ２０３にて意図的に変化させる部分の損失（光損失）を除いた損失全体を指す。
【００１０】
光部品損失は、光部品の経時劣化や故障、輸送時の振動衝撃や強制空冷による風圧、温度変化などによる光ファイバ取り回し部分におけるベンディングロスの発生などにより、変動（一般的には増加）する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３６８６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来技術による制御では、パワーを監視する方法として伝送路上の主信号（光信号）をモニタしているため、光増幅器の利得が変化したとき、この変化が光部品損失による変化であるのか、あるいはＥＤＦ利得自体の変化に基づくものであるのか区別がつかない。つまり、上記式（１）中の第１項と第３項の合計しか検出できない。
【００１３】
この場合、図２０に示した制御部２０５は、ＥＤＦ２０１，２０２の利得が足りなくなったと判断し、励起パワーを高めることで元の光増幅器利得が確保できるようにフィードバック制御を実行する。その結果、ＥＤＦ２０１，２０２の利得を変化させるため、意図しないチルトが発生するという問題が発生する。換言すると、例えば光増幅器内で光部品損失が増大したとき、これを利得自体の減少と誤認し、ＡＧＣ機能によって利得自体を増大させてしまい、その結果として意図しないチルトが発生する。
【００１４】
図２２は、光増幅器内部において光部品損失が発生した場合の光レベルの状態を示す説明図である。ＥＤＦ１（２０１）の入力の手前の箇所Ｘで光部品損失が発生した場合、入力側のＰＤ１（２１１）はそれを検出しない。そして、ＶＯＡ２０３を制御するためのＰＤ２，ＰＤ３（２１２，２１３）の間の損失量そのものは変化しないので、光部品損失発生前と同じ減衰量のままＶＯＡ２０３の制御が実施される。また、出力側のＰＤ４（２１４）での出力パワーが不足していることが検出されるため、ＡＧＣ制御では利得不足と判断し、励起光を増加させて出力パワーが設定値に戻るように調整を実行する。この場合、図中点線で示すように、ＥＤＦ１，２（２０１，２０２）では、利得の増加に対応して光レベルの傾きが急になっている。この結果として、ＥＤＦ２０１，２０２の利得が設計値よりも大きい値で動作することになり、チルトが発生する。
【００１５】
従来の光増幅器２００は、一度組み立てた後に光増幅器２００内の光部品の損失が変化しないことを前提としている。しかしながら、組み立てた後に光部品の損失が大きく変化してしまった場合には、チルトの状態が変化し、所望の光特性が得られなくなるという問題点を有している。
【００１６】
この場合、励起光源のパワーに余裕があり、損失増加分を補うだけの利得が確保できると、光増幅器２００は、ＡＧＣ制御およびＡＬＣ制御はいずれも正常に動作することとなり、光部品の損失に関する異常を検出できないため、警報を通知することができない。この結果、ＷＤＭ信号を伝送させるＷＤＭ伝送区間で異常が発生しているにもかかわらず、ＷＤＭ伝送区間では異常発生を検出できず、このＷＤＭ伝送区間を出た後に各波長毎に接続されるトランスポンダ装置などにおいて初めて入力異常が検出されることになるため、異常発生後に障害復旧するまでに長い時間がかかるという問題も発生する。
【００１７】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、運用時に起こりうるチルトを制御することができ、装置内部の損失状態の変動に対応した損失補償が行える光増幅器および光増幅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる光増幅器は、波長多重された光信号の伝送路上に増幅用の複数の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなる光増幅器において、前記複数の希土類添加光ファイバが吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光を出力する監視光出力手段と、前記監視光出力手段が出力する前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波手段と、装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波する分波手段と、前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波手段により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出手段と、前記監視光検出手段によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御するとともに、前記複数の希土類添加光ファイバをそれぞれ利得一定制御することによって、波長多重された前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、光増幅器の内部には、入力段から出力段に至る経路でロス監視光を伝送させることができ、この入力段から出力段の経路で生じたロス監視光の損失に基づいて、制御部により可変光減衰器の減衰量を制御する。ロス監視光を用いて、装置の損失の補償を制御する。制御部は、光信号の増幅利得が平坦になるように制御することもできる一方、伝送特性に合わせたチルトを発生させることもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる光増幅器および光増幅方法によれば、希土類添加光ファイバを用いた光増幅器の運用時に、光増幅器内部の光部品の損失変動が生じても損失を補償し、利得の波長依存性を維持して、高品質かつ高安定化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光増幅器および光増幅方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。この発明においては、伝送路の運用波長と異なりＥＤＦの増幅に影響を受けず、また影響を与えない適切な波長に設定されたロス監視光を用いて光増幅器の利得を制御する構成である。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による光増幅器の構成を示す図である。光増幅器１０は、希土類添加光ファイバからなる２段のＥＤＦ（ＥＤＦ１，ＥＤＦ２）１，２と、これらＥＤＦ１，２の間に設けられた可変光減衰器（ＶＯＡ）３を備えており、伝送路上のＷＤＭの主信号（光信号）Ｌｍの入力パワーが変動しても出力パワーが一定になるように制御を行う。
【００２３】
ＥＤＦ１，２は、上述したように励起光の強度を変化させ利得が変化すると、チルトが変化するため、制御部５は、このＥＤＦ１，２の利得が一定になるようにＡＧＣ制御を行う。この制御部５は、ＥＤＦ１に対する光信号Ｌｍの入力パワーが変化した場合には、ＥＤＦ１の利得を一定としつつ、ＶＯＡ３の減衰量を調節することによってＥＤＦ２の出力パワーを一定に保つＡＬＣ制御を行う。
【００２４】
光増幅器１０の内部の光信号Ｌｍの経路上には、複数の光部品が配置されている。光増幅器１０の前段および後段には、それぞれ光部品としての分岐カプラ６，７が設けられている。分岐カプラ６は、光増幅器１０の入力点における光信号Ｌｍを分岐させる。光検出器としてのＰＤ１（１１）は、この入力点における光信号Ｌｍの光強度（パワー）を検出する。分岐カプラ７は、光増幅器１０の出力点における光信号Ｌｍを合波させる。ＰＤ４（１４）は、この出力点における光信号Ｌｍの光強度を検出する。これら入出力点において検出された光信号Ｌｍの光強度は、制御部５に出力される。
【００２５】
制御部５は、これらＰＤ１，４（１１，１４）が検出した光信号Ｌｍの光強度に基づいたＡＧＣ制御を行う。また、光増幅器１０内部の伝送路上においてＥＤＦ１の前段には、ＷＤＭカプラ２１を設け、ＥＤＦ２の後段には、ＷＤＭカプラ２２を設けている。これらＷＤＭカプラ２１，２２は、光信号Ｌｍの経路上の光部品として設けられ、光信号Ｌｍに対してロス監視光Ｌｏを合波および分波させる。
【００２６】
ＷＤＭカプラ２１には、分岐カプラ２３が接続されている。分岐カプラ２３の一方には、ロス監視光Ｌｏを生成し、出射させる監視光用レーザダイオード（ＬＤ）２４が接続され、他方には、ロス監視光Ｌｏを検出する監視光用ＰＤ（ＰＤ２）２５が接続されている。ＷＤＭカプラ２２には、ロス監視光Ｌｏを検出する監視光用ＰＤ３（２６）が接続されている。ＶＯＡ３の入出力点におけるロス監視光Ｌｏの光強度は、ＰＤ２，３（２５，２６）により検出される。制御部５は、ＰＤ２，３（２５，２６）により検出されたロス監視光Ｌｏの光強度により、ＶＯＡ３の減衰量を判断してＡＬＣ制御を行う。
【００２７】
そして、監視光用ＬＤ２４が出射するロス監視光Ｌｏの波長は、希土類添加光ファイバであるＥＤＦ１，２によって吸収されず、また、利得を生じさせない波長に設定される。これにより、ＥＤＦ１，２による利得とは切り離した形で、光増幅器１０内で発生する損失を直接測定できるようになる。
【００２８】
ロス監視光Ｌｏの経路について説明する。ロス監視光Ｌｏは、光増幅器１０の入力段でＷＤＭカプラ２１によりＷＤＭの主信号（光信号）Ｌｍと合波され、ＥＤＦ１，２と、ＶＯＡ３を含む光部品を光信号Ｌｍとともに伝搬される。このロス監視光Ｌｏは、この後、出力段でＷＤＭカプラ２２により分波される。そして、制御部５は、ロス監視光Ｌｏだけの入力側のパワーを検出するＰＤ２（２５）と、出力側のパワーを検出するＰＤ３（２６）との検出値の差分からＶＯＡ３での損失を含んだ光増幅器１０の入力から出力に至る経路における損失を測定できる。
【００２９】
この測定値は、上記式（１）中の第２項と第３項を測定したことになる。この値を全損失とすると、下記式（２）で表すことができる。
光増幅器利得＝ＥＤＦ利得−全損失  …（２）
ＥＤＦ利得を一定とし、チルトを一定とするためには、制御部５は、この全損失の値が一定となるように制御する。
【００３０】
図２は、光増幅器内部において損失が発生した場合の光レベルの状態を示す説明図である。前述した図２２（従来技術）の場合と同様に、ＰＤ１（１１）の後ろで光部品６，７などによる損失が箇所Ｘで発生した場合を考える。この場合、光信号Ｌｍだけではなくロス監視光Ｌｏにも同様に箇所Ｘで損失が発生することになる。
【００３１】
これにより、監視光用ＰＤ３（２６）は入力レベルが下がり、全損失が増加したことを検出するため、制御部５は、ＶＯＡ３の損失を減少させて全損失量を元の値に戻すように制御する。その結果、ＥＤＦ１，２は損失の発生前と同じ利得で動作することとなるため、チルトは一定に保たれる。
【００３２】
ここで、ロス監視光Ｌｏの波長について説明する。ＥＤＦ１，２に用いられる希土類添加光ファイバは、その原子が持つ固有のエネルギー準位に応じて、吸収する波長と、利得が得られる波長を持っている。ＥＤＦ１，２ではその特性について多くの研究が行われている。参考文献としては、上記非特許文献１のＰ．１００に、ＥＤＦの吸収スペクトルと利得効率を示すグラフが掲載されている。
【００３３】
図３は、ＥＤＦが有する波長別の吸収および利得の特性を説明する図表である。この参考文献によると、ＥＤＦが利得を持つ波長は、１．５〜１．６μｍの波長帯であり、吸収する波長である０．９８μｍ、１．４８μｍ帯がＥＤＦ励起光の光源の波長としてよく使用されている。その一方、利得も損失も持たない波長帯（透明になる波長帯）も存在する。図３に示すように、利得も損失も持たず、透明になる波長帯は、０．６μｍ、０．９μｍ、１．１μｍ、１．３μｍなどの波長帯である。
【００３４】
ロス監視光Ｌｏの光源として使用する監視光用ＬＤ２４は、小型で高効率かつ安価である半導体レーザが使いやすい。発光波長は使用する半導体の特性によって次のように各波長帯がある。参考文献としては、『半導体レーザ』、伊賀健一編著、オーム社、平成６年１０月発行、がある。
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系の０．８μｍ帯
ＡｓＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ系の１．０〜１．７μｍ帯
ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ系の０．９８μｍ帯
【００３５】
これらの波長帯のうち、ＥＤＦが透明になる波長としては、通信用の光源としてよく使われている１．３μｍ帯が入手しやすく、また、低価格であるため一番有利である。実際に１．３１μｍの波長において、数１０ｍ程度のＥＤＦの損失の測定結果は、１．１ｄＢ（コネクタロス１ヶ所含む）であり、ほぼ透明であった。したがって、ＥＤＦの場合にはこの波長帯（１．３１μｍ）をロス監視光Ｌｏとして用いることができる。
【００３６】
上述したロス監視光Ｌｏの波長帯域の設定は、ＥＤＦ以外の光ファイバ増幅器であってもよく、監視光の波長が透明（利得も損失も持たない）である、という条件を満たせば同様に採用することができる。例えば、１．３μｍの増幅利得を持つプラセオジム添加光ファイバなどを用いることもできる。
【００３７】
上述した図１の光増幅器１０は、２段のＥＤＦ１，２を用い、１段のＶＯＡ３を使用した構成としたが、これに限らず、ＥＤＦやＶＯＡの段数が増えた場合であっても上記同様の制御を行うことにより、チルトを一定にすることができる。
【００３８】
（チルトの可変制御について）
上記構成では、光部品に損失が発生した場合にＶＯＡ３の損失を減らすことで補償し、ＥＤＦ１，２の利得を変更せず、チルトを一定とした。次に、チルト量を積極的に可変させる場合の制御について説明する。ＥＤＦ１，２による利得を変更することにより、チルトが平坦となる値からずらすことでチルトを変化させることができる。
【００３９】
図４は、ＥＤＦの利得とチルトの関係を示す図表である。横軸はＥＤＦ利得であり、縦軸はチルトの量である。ＥＤＦ１，２の利得の設定値と、チルト量の関係は、図中点線で示した一次関数などによって近似することができる。ここで、チルト制御係数という値を下記式（３）により定義する。
チルト制御係数＝ＥＤＦ利得変化量／チルト制御量  …（３）
【００４０】
上記式（３）を用いると、近似が有効である範囲内において、必要となるチルト制御量が得られるようなＥＤＦ利得設定値を下記式（３’）を用いて計算することができる。
ＥＤＦ利得変化量＝チルト制御係数×チルト制御量  …（３’）
【００４１】
入出力レベルが一定で、チルトだけを変化させる場合の制御方法を考えると、上記式（２）の値が一定となるように全損失の値を変化させればよい。したがって、下記式（４）により、所望のチルト量を発生させることができる。
光増幅器利得＝ＥＤＦ利得−全損失
＝（ＥＤＦ利得＋チルト制御係数×チルト制御量）
−（全損失＋チルト制御係数×チルト制御量）  …（４）
【００４２】
図５は、全損失とチルトの関係を示す図表である。光増幅器１０の利得が一定の場合における横軸は全損失であり、縦軸はチルトの量である。つまり、全損失の目標値をチルト平坦の場合に対して、下記式（５）により、
チルト制御係数×チルト制御量  …（５）
の分だけ変化させることでチルトの制御を実行することができる。
【００４３】
このように、チルトを発生させることにより、伝送路側で発生した波長特性の補償などを行うこともできるようになる。
【００４４】
（ＶＯＡによる損失の補償限界時の通知について）
次に、ＶＯＡによる損失の補償限界時の制御について説明する。図１に記載した光増幅器１０の制御部５は、光部品６，７，２１，２２などに損失が発生した場合、ＶＯＡ３の損失を減らすことにより損失を補償し、ＥＤＦ１，２の利得を変化させない制御を行った。このＶＯＡ３の損失は最小値が存在するため、光部品６，７，２１，２２などの損失を補償できる値は有限となる。
【００４５】
このため、例えば光部品６の損失値が大きくなり過ぎ、ＶＯＡ３の損失が最小値となるまで減らしたとしても全損失を一定の値に制御できなくなった場合、制御部５は、チルト異常を警報として通知する。これにより、光増幅器１０の故障を外部に通知することができ、光部品６，７，２１，２２などによる損失値が大きいことに基づく警報であることを併せて通知でき、迅速な復旧を図れるようになる。
【００４６】
ところで、ＶＯＡ３の値を変化させる要因としては、光部品６，７，２１，２２による損失の増加の他に、
１）個別の部品の損失ばらつきによる光増幅器１０個体毎の製品出荷時における損失ばらつき
２）光伝送路の損失の変動による入力レベルの変動
３）出力設定値の変更
４）チルト設定値の変更
などが挙げられる。
【００４７】
そこで警報を発出する閾値の設定方法としては、これらの変動要因からどれをマージンとして残すかによって、下記Ａ．〜Ｃ．に示すいくつかのパターンが挙げられ、装置の安全性に対する考え方によって選択することができる。
【００４８】
Ａ．製品出荷時からの差分が一定値より大きくなった場合に警報を発出するパターン。
この場合は、製品出荷時に上記２）〜４）の値をある一定値とした場合のＶＯＡ３の設定値を制御部５内部の不揮発メモリなどに保存しておく。そして、実運用状態においては、２）〜４）の変化によりＶＯＡ３の設定値が変化するが、不揮発メモリに記憶されている製品出荷時の値に対して、２）〜４）の制御分を加算した値と、現在のＶＯＡ３の設定値とを比較して、その差分がある閾値よりも大きくなった場合に警報を発出する。
【００４９】
Ｂ．２）〜４）のマージンを残した状態で警報とするパターン。
現在の制御状態から、２）〜４）の制御によりＶＯＡ３の損失を減らす方向に最大の制御を行った場合に変動するＶＯＡ３の損失量を求め、その値がＶＯＡ３が全開放となる設定値からの差分量を下回った場合に警報を発出する。
【００５０】
Ｃ．ＶＯＡ３の全開放状態に対してのマージン量を監視するパターン。
このパターンでは、２）〜４）の値の変化は見込まずに、現在の動作状態でＶＯＡ３が全開放となるまでのマージン量を監視し、これが一定値を下回った場合に警報を発出する。
【００５１】
上記のパターンＡ．では、製品出荷時からの劣化分を閾値とするため、一番安全である反面、故障と判定されやすい。これに対し、パターンＣ．では、現状のマージンを確認しているため、特性を保証できる限界近くのところまで使用することができるが、２）〜４）の変動要因が発生した場合には、ＶＯＡ３による損失の補償はできず、信号劣化が発生する可能性があるというデメリットがある。パターンＢ．は、これらパターンＡ．Ｃ．の中間である。なお、３）、４）は、動的に変化しない設定値である場合には、それらをマージンから除くこともできる。
【００５２】
（複数の光増幅器によるタンデム接続について）
図６は、複数の光増幅器のタンデム接続を示す図である。ＷＤＭ光を増幅する光増幅器は、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）や、利得等化器（ＧＥＱ）などの光部品３０を使用する場合に、複数の光増幅部３１，３２を用意し、光部品３０を挟んでタンデム接続する場合がある。光増幅部３１，３２は、それぞれ図１に記載の光増幅器１０と同じである。
【００５３】
そして、光増幅部１（３１）の光出力と、光増幅部２（３２）の光出力をそれぞれ独立して一定値に制御したい場合や、個別に交換可能としてどちら側で異常が発生しているのかを切り分ける必要がある場合には、各光増幅部１，２（３１，３２）に設けられた制御部５がそれぞれ損失を監視すればよい。
【００５４】
（監視光用ＬＤのバックパワーモニタについて）
また、図１を用いて説明した光増幅器１０の構成は、監視光用ＬＤ２４によって出射される監視光源の光出力を監視光用ＰＤ２５を用いて検出する構成とした。これに限らず、監視光用ＬＤ２４のバックパワーモニタの出力を利用して検出することもできる。この場合、監視光用ＰＤ２５と、分岐カプラ２３を不要にでき、光部品の点数を削減し、低コスト化を図ることができる。
【００５５】
以上説明した実施の形態１によれば、ＥＤＦなどの希土類添加光ファイバを用いた光増幅器内部に設けられた光部品の損失変動が発生しても、励起状態が設計値からずれて利得の波長依存性が損なわれるという誤動作を防止することができる。この光増幅器を用いることにより、高品質、高安定なＷＤＭ光伝送システムを提供することができるようになる。
【００５６】
また、光増幅器の特性を利用してチルトを積極的に可変させるチルトコントロールを行うこともでき、光部品の損失変動が起こった場合であっても光増幅器の損失を正確に補償できるようになる。さらに、損失の補償の制御結果、目標となる制御状態が実現できなかった場合には、外部に警報を通知するため、保守者が迅速に故障点を推定することができるようになり、大規模ネットワークにおけるＭＴＴＲの短縮を図ることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
上記実施の形態１の構成では、光増幅器１０の内部だけでロス監視光Ｌｏの経路を形成する構成としたが、この発明によるロス監視光Ｌｏの経路は、光増幅器１０を通過（光増幅器１０の外部から入力されて外部に出力）させる構成にも適用することができる。すなわち、一つのロス監視光Ｌｏを複数の光増幅器１０を備えた中継器などの装置間で伝送させることもできる。
【００５８】
図７は、伝送路の主信号にロス監視光を多重化した構成を示す図である。伝送路上には多重化局４１と、中継局４２と、分離局４３が設けられている。多重化局４１は、主信号（光信号）Ｌｍにロス監視光Ｌｏを多重化させて伝送路に送出する。多重化局４１と、中継局４２と、分離局４３の各装置には、それぞれ、光信号Ｌｍを光増幅するＥＤＦ１と、装置内部での全損失を測定するためにロス監視光Ｌｏの入力側と出力側にそれぞれ監視光用ＰＤ２，３（２５，２６）が設けられている（図１参照）。
【００５９】
図８は、伝送路上に設けられる各装置内部の構成を示す図である。図７に示した多重化局４１、中継局４２、分離局４３のそれぞれにおける光増幅器にかかる構成を抽出して記載してある。図８に示す光増幅器にかかる機能は図１と同様であり、同一構成部には同一の符号を付してある。
【００６０】
図１と異なるのは、ロス監視光Ｌｏが光信号Ｌｍに多重化されて外部から入力される点である。このため、各装置では入出力部において光カプラ６，７により光信号Ｌｍと、ロス監視光Ｌｏを一部分岐させる。そして、分岐出力側にＷＤＭフィルタ２１，２２を配置し、光信号Ｌｍとロス監視光Ｌｏとを分波させる点が相違している。
【００６１】
光信号Ｌｍは光検出器であるＰＤ１，４（１１，１４）によって入出力の光強度が検出される。また、ロス監視光Ｌｏは、ＰＤ２，３（２５，２６）によって入出力の光強度が検出される。制御部５は、実施の形態１同様に、ＰＤ２，３（２５，２６）によって検出された、ロス監視光Ｌｏの入出力の差分によって全損失を求める。そして、求められた全損失に基づいて実施の形態１に記載したように、ＶＯＡ３による損失量を制御することができる。
【００６２】
この実施の形態２においても、実施の形態１同様にチルトを一定にする制御を行うことができる。逆にチルトを可変する制御を行ってもよい。さらに、損失の補償限界時に警報を出す構成とすることもできる。
【００６３】
この実施の形態２によれば、伝送路上に設けられた複数の中継器などの装置に対して単一の装置からロス監視光Ｌｏを供給することができるようになる。これにより、伝送路上の各装置毎にロス監視光Ｌｏの光源（図１記載の監視光用ＬＤ２４）を設ける必要がなく、各装置の構成を簡単にかつ低コスト化しつつ各装置が独立して損失を補償する制御が行えるようになる。
【００６４】
（伝送路上でのロス監視光の増幅について）
上述した構成におけるロス監視光Ｌｏは、伝送路を伝搬するにしたがって減衰する。また、各装置（図７記載の多重化局４１、中継局４２、分離局４３）内部でも減衰する。したがって、実施の形態２によるロス監視光Ｌｏの伝送距離は、ロス監視光Ｌｏを検出するＰＤ２，３（２５，２６）の感度に依存することになる。
【００６５】
図９は、伝送路上でのロス監視光の増幅を行う構成を示す図である。伝送路上の各装置としては、便宜上、上記光増幅器１０に設けられるＥＤＦ１だけを記載してある。そして、ロス監視光Ｌｏのパワーが、ＰＤ２，３（２５，２６、図１参照）の感度の限界に達する以前の箇所Ｘｎに、ロス監視光Ｌｏだけを増幅する光増幅器５０を設ける。光増幅器５０を配置することにより、図中点線で示す如く、ロス監視光Ｌｏの光強度（パワー）を増幅させることができ、伝送距離を伸ばすことができる。このように、ロス監視光Ｌｏだけを増幅させる光増幅器５０としては、ロス監視光Ｌｏの波長が１．３μｍの場合には、半導体レーザ光増幅器、もしくは、プラセオジム添加光増幅器を使用することができる。
【００６６】
（複数の装置間での警報の伝達について）
実施の形態１において説明した警報を通知する機能を、実施の形態２に適用する場合、チルト異常検出を行った装置（中継局４２など）では、光部品の損失が発生しているため、ロス監視光Ｌｏのパワーが減衰していることになる。伝送路下流の装置でも、このロス監視光Ｌｏを用いて異常検出を行っているため、伝送路下流の装置においては、ロス監視光Ｌｏの入力レベルが低くなり、所定の検出精度を維持できなくなる。
【００６７】
図１０は、複数の装置間での警報の伝達を行う構成を示す図である。この図に示すように、複数の装置１ａ〜１ｄ（便宜上装置はＥＤＦとして記載した）のうち、異常（ロス）が発生した装置（図１０の装置１ｂ）では、警報を通知するとともに、下流の装置１ｃ，１ｄに対しては、ロス監視光Ｌｏを用いずに、警報通知信号（ＡＩＳ：Ａｌａｍ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）を用いて送信する手段を備える。具体的には、図１の制御部５がＡＩＳの送信を制御する。また、ＡＩＳ自体を伝送路上で伝達させる手段としては、波長数情報などを通知する監視制御用信号（ＯＳＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ）が考えられる。ＯＳＣの波長帯域としては、例えば、１．５１μｍ、１．６２μｍがある。
【００６８】
そして、ＡＩＳを受信した下流の装置１ｃ，１ｄでは、そのＡＩＳをさらに下流に転送する。この際、下流の装置１ｃ，１ｄには、自装置（例えば装置１ｃ）で発生した警報はマスクする機能を設ける。これにより、最上流において故障が発生した（警報を通知した）装置１ｂを特定することができる。
【００６９】
（ロス監視光を周波数変調する構成について）
ロス監視光用ＰＤ（図１記載のＰＤ３（２６））において、ロス監視光Ｌｏを検出する限界レベルを下げることができれば、図９に示した光増幅器５０を不要にして伝送距離を伸ばすことができる。
【００７０】
図１１は、ロス監視光を周波数変調する構成を示す図である。ロス監視光Ｌｏの光源（例えば、図１記載の監視光用ＬＤ２４）において、ロス監視光Ｌｏを特定の周波数ｆで変調し、各モニタポイントである各装置１ａ〜１ｃでは、ＰＤ２，３（図１記載の２５，２６）ではオペアンプ５５による増幅後、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５６などにより変調された周波数ｆを抽出してロス監視光Ｌｏを検出する。
【００７１】
このような構成によれば、ロス監視光ＬｏのＤＣ成分のノイズレベルを抑えることができ、低い入力レベルでも検出できるようになる。また、ロス監視光Ｌｏの長距離伝送化が可能となる。あるいは、ロス監視光Ｌｏの光増幅器５０を不要とし、光増幅せずとも比較的長い距離の伝送化が可能となる。特に、この実施の形態２の基本構成である、一つのロス監視光Ｌｏを伝送路に送信し、複数の装置においてそれぞれ損失の制御を行う構成に用いて好適である。
【００７２】
以上説明した実施の形態２によれば、光伝送システム全体におけるロス監視光を生成する光源の個数を減らすことができ、光増幅器自体がロス監視光を生成せずとも外部から入力されるロス監視光を用いて、光増幅器に生じた損失を低コストに補償することができるようになる。
【００７３】
（実施の形態３）
実施の形態３は、ある一つの局舎内において複数の光増幅部を有するとき、警報を発生させた下流の光増幅部は、上流の光増幅部に対して出力パワーなどの制御を要求する構成である。
【００７４】
ある光増幅器の損失が大きくなり、警報を発生させた場合に、この警報を発生させた光増幅器への入力レベルを上げることができれば、その分だけＶＯＡによる減衰量に対する余裕が生じ、チルト発生を防止することができるようになる（例えば、図２１参照。）。
【００７５】
警報を発生した光増幅部には、上流にある光増幅部に対して、警報発生の状態と、必要な入力レベルの上昇量を通知する機能を設ける。この機能は、制御部５（図１参照）が有している。また、下流の光増幅部から警報発生の通知を受ける上流の光増幅部は、警報発生中は、出力パワーを増加させ、下流の光増幅部に対する入力パワーを増加させる。この入力パワーとは、光信号Ｌｍに対するものである。これにより、警報発生中の光増幅部に内蔵されたＶＯＡに対するロス条件（損失の補償量）を緩和することができ、かつ、チルトの劣化を抑える（フェイルセーフ機能）ができるようになる。
【００７６】
上流に配置される光増幅部としては、例えば以下のａ）〜ｃ）が挙げられる。
ａ）複数段の増幅部における上流の増幅部の場合
ｂ）ラマン増幅器が併用されている場合
ｃ）伝送路の上流のＥＤＦの場合
【００７７】
図１２は、実施の形態３による光増幅器の構成の一例を示す図である。この図１２は、図６と同様の各構成部を有している。上記ａ）の構成例を示している。警報を発生した光増幅部２（３２）には、上流にある光増幅部１（３１）に対して、警報発生の状態と、必要な入力レベルの上昇量を通知する機能を設ける。また、下流の光増幅部２（３２）から警報発生の通知を受ける上流の光増幅部１（３１）は、警報発生中は、出力パワーを増加させ、下流の光増幅部２（３２）に対する入力パワーを増加させる。
【００７８】
制御の手順としては、下記１．〜３．となる。
１．上流の光増幅部１（３１）の出力パワー設定値を上昇させる。
２．上流の光増幅部１（３１）におけるＥＤＦ１，２の利得は変化させないため、ＶＯＡ３の損失量を減らし、ＡＬＣの目標値を高くすることで出力パワーを変化させる。
３．したがって、ＶＯＡ３の損失量に余裕がある範囲内で実行される。
【００７９】
また、上流の光増幅部１（３１）の出力に接続されるＤＣＦ，ＧＥＱ３０などは、非線形効果を抑えるために、入力レベルの上限が決まっている場合がある。この入力レベルの上限値を超えない範囲内で出力パワーの増加が実行される。
【００８０】
図１３は、実施の形態３による光増幅器の他の構成例を示す図である。上記ｂ）の構成例を示している。ラマン増幅器６１と、ＥＤＦ（図１２記載の光増幅部２（３２））を併用する構成である。ラマン増幅器６１には、ラマン励起ＬＤ６２と、ラマン励起ＬＤ６２の励起光を伝送路６０上に合波させるＷＤＭカプラ６３とを有し、後方励起により伝送路６０を利得媒体として用いる。
【００８１】
図１３に示す構成の場合、通常運用時において、ラマン増幅器６１は、ＥＤＦ３２の入力ダイナミックレンジ内に入力レベルが入るようなラマン利得が設定されている。下流のＥＤＦ３２において警報が発生した場合には、このラマン利得の設定値をその分だけ高い値に設定し直す。これにより、ＥＤＦ３２への入力パワーを増加させることができる。
【００８２】
図１４は、実施の形態３による光増幅器の他の構成例を示す図である。上記ｃ）の構成例を示している。下流局（光増幅部）３２は、伝送路６０を介し、監視制御信号（ＯＳＣ）を用いて上流局（光増幅部）３１に対して警報発生の情報を通知する。そして、上流局３１では上記ａ）（図１２参照）と同様な手順にて出力パワーを上昇させる。このような図１４の構成においても、出力パワーの増加は、ＶＯＡ３の余裕がある範囲で実行されるとともに、伝送路６０への出力パワーは非線形効果で上限を制限するようになっている。
【００８３】
なお、上記のａ）〜ｃ）の各構成例によって警報発生中の下流の光増幅部３２への入力が増加した結果、この下流の光増幅部３２に設けられているＶＯＡ３に損失を補償する余裕が出たとしても、この下流の光増幅部３２は故障状態のままであるため、下流の光増幅部３２は、警報を継続的に通知し続ける。
【００８４】
さらに、下流の光増幅部３２から出力パワーの増加要求を受けた上流の光増幅部３１，６１に設けられたＶＯＡ３による損失の補償に余裕がなくなる場合がある。この場合であっても、上流の光増幅部３１，６１自体は故障していないので、上流の光増幅部３１，６１では、通知された警報をマスクする。このマスク機能が搭載されることによって、故障部分を特定することができる。また、故障部分である下流の光増幅部３２が交換されれば、下流の光増幅部３２は、上流の光増幅部３１，６１に対する出力パワーの増加要求が解除され、正常運用状態に戻ることができる。
【００８５】
実施の形態３において図１２〜図１４を用いて説明した構成は、上流に光増幅部が存在する場合に有効な手法である。しかし、ＷＤＭ多重化後の１番目の光増幅部を備える多重化局では、上流の光増幅部が存在しないため適用することができない。
【００８６】
図１５は、多重化局における損失の補償を制御する構成を示す図である。この多重化局７０内部には、下流側に光増幅部３２が設けられ、上流側にＶＯＡ７１と合波部７２が設けられている。ＶＯＡ７１は、ＷＤＭ多重化前に各波長毎の減衰量を可変できるように複数のＶＯＡ７１ａ〜７１ｎからなる。
【００８７】
ＶＯＡ７１（７１ａ〜７１ｎ）は、下流側の光増幅部３２から警報が通知されたときには、各波長毎に目標値を変更し、個別に光増幅部３２への入力パワーを増加させる。これにより、警報発生中である下流の光増幅部３２のＶＯＡ３に対する損失の補償の制限を緩和することができるようになる。
【００８８】
次に、上記実施の形態１において説明した構成の具体例を説明する。図１６は、図１の構成を具体的に示した図である。伝送路上のＥＤＦ１，２は、利得媒体として用いられる。ロス監視光Ｌｏを出射する監視光用ＬＤ２４には、１．３μｍ波長の半導体ＬＤを用いる。また、ＥＤＦ１，２の励起ＬＤ８１（８１ａ〜８１ｄ）には０．９８μｍの波長と、１．４８μｍの波長を使用する。
【００８９】
励起ＬＤ８１（８１ａ〜８１ｄ）は、それぞれＷＤＭカプラ８２（８２ａ〜８２ｄ）を介して伝送路の経路に接続されている。また、ＥＤＦ１，２を中心として一対のＷＤＭカプラ８２（８２ａと８２ｂ、８２ｃと８２ｄ）の前段および後段には、アイソレータ（ＩＳＯ）８４（８４ａ〜８４ｄ）が配置されている。図１６の例では、２段のＥＤＦ１，２と、１段のＶＯＡ３の構成であるが、本発明はこの構成に限らずその他の構成にも適用可能である。
【００９０】
図１７は、図１６の構成において使用するＷＤＭカプラのフィルタの特性を示す図表である。横軸は波長、縦軸は透過率である。まず監視光と光信号を多重・分離するＷＤＭ１（２１）では、これらの波長が多重化されるため、ロス監視光Ｌｏに用いる１．３μｍと、光信号Ｌｍに用いる１．５μｍ帯とを分離するＬＰＦ特性とする。また、０．９８μｍの励起光をＥＤＦ１に結合するためのＷＤＭ２（８２ａ）では、これらロス監視光Ｌｏの１．３μｍと、光信号Ｌｍの１．５μｍ帯の両方を透過しながら励起光の０．９８μｍを多重化する必要があるため、０．９８μｍと１．３μｍの間で分離されるＬＰＦ特性とする。
【００９１】
そして、１．４８μｍの励起光をＥＤＦ２に結合するためのＷＤＭ３（８２ｂ〜８２ｄ）では、１．３μｍと１．５５μｍを透過させ、その間にある１．４８μｍを多重化するため、１．４８μｍの部分にパスウィンドウを持つバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の特性とする。
【００９２】
（付記１）多波長の光信号の伝送路上に増幅用の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなる光増幅器において、
前記希土類添加光ファイバが吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光を出力する監視光出力手段と、
前記監視光出力手段が出力する前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波手段と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波する分波手段と、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波手段により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出手段と、
前記監視光検出手段によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御して多波長の前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅器。
【００９３】
（付記２）前記制御手段は、前記ロス監視光を用いて得た前記損失に基づいて、前記可変光減衰器の減衰量を制御し、所望のチルト量を得ることを特徴とする付記１に記載の光増幅器。
【００９４】
（付記３）前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合、装置の故障を外部に通知することを特徴とする付記１または２に記載の光増幅器。
【００９５】
（付記４）伝送路上の光信号が通過する経路上に光部品を間に配置して他の光増幅器と相互に接続可能なことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光増幅器。
【００９６】
（付記５）前記ロス監視光を出力する前記監視光出力手段はレーザダイオードであり、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度を検出する前記監視光検出手段は前記レーザダイオードのバックパワーを検出することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光増幅器。
【００９７】
（付記６）多波長の光信号の伝送路上に増幅用の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなり、前記多波長の光信号に、前記希土類添加光ファイバにより吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光が重畳されて入力される光増幅器において、
前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波手段と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波手段と、
前記合波手段により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波手段により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出手段と、
前記監視光検出手段によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御して多波長の前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御手段と、
を備えたことを特徴とする光増幅器。
【００９８】
（付記７）前記伝送路上において前記ロス監視光のパワーが低下する箇所に該当する装置には、前記ロス監視光のみを増幅する光増幅部をさらに備えたことを特徴とする付記６に記載の光増幅器。
【００９９】
（付記８）前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合、前記伝送路の下流の他の装置に対する警報としてＡＩＳ（Ａｌａｍ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ）信号を送信し、当該ＡＩＳを受けた下流の装置では、自装置で発生した警報をマスクし、前記ＡＩＳを下流の装置に送信することを特徴とする付記６または７に記載の光増幅器。
【０１００】
（付記９）前記ロス監視光は、特定の周波数で変調されて入力されるものであり、
監視光検出手段は、前記入力された前記ロス監視光から前記特定の周波数を取り出して検出することを特徴とする付記６または７に記載の光増幅器。
【０１０１】
（付記１０）前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合に、警報の情報を上流の他の装置に通知し、入力される前記光信号のパワー増加を要求することを特徴とする付記６〜９のいずれか一つに記載の光増幅器。
【０１０２】
（付記１１）多波長の光信号を多重化させて前記伝送路に送信する多重化手段を備え、
当該多重化手段は、多重化前の前記光信号のパワーを前記波長毎に調整する減衰手段を有し、
前記制御手段は、装置内部に設けられる光部品の損失の値が過大となった場合に、前記減衰手段によって各波長毎のパワーをそれぞれ調整する際の制御目標値を変更して、下流の光増幅器への入力パワーを高くすることを特徴とする付記６〜１０のいずれか一つに記載の光増幅器。
【０１０３】
（付記１２）多波長の光信号の伝送路上に増幅用の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなる光増幅器の光増幅方法において、
前記希土類添加光ファイバが増幅する前記光信号の波長に対して吸収および利得を生じない波長にロス監視光を設定し出力させる監視光出力工程と、
前記監視光出力工程によって出力される前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波工程と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波工程と、
前記合波工程により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波工程により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出工程と、
前記監視光検出工程によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御して多波長の前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【０１０４】
（付記１３）多波長の光信号の伝送路上に増幅用の希土類添加光ファイバと、可変光減衰器とを配置してなり、前記多波長の光信号に、前記希土類添加光ファイバにより増幅する前記光信号の波長に対して吸収および利得を生じない波長に設定されたロス監視光が重畳されて入力される光増幅器の光増幅方法であって、
前記ロス監視光を装置の入力段にて前記光信号に合波させる合波工程と、
装置の出力段にて前記光信号から前記ロス監視光を分波させる分波工程と、
前記合波工程により合波される入力段における前記ロス監視光の強度と、前記分波工程により分波された出力段における前記ロス監視光の強度をそれぞれ検出する監視光検出工程と、
前記監視光検出工程によりそれぞれ検出された前記ロス監視光の強度により、装置の入力段から出力段に至る経路における前記ロス監視光の損失を求め、当該損失の値に対応して前記可変光減衰器の減衰量を制御して多波長の前記光信号の各波長における増幅利得を平坦にする制御工程と、
を含むことを特徴とする光増幅方法。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上のように、本発明にかかる光増幅器および光増幅方法は、伝送信号を増幅する光増幅器に有用であり、特に、波長多重による伝送を行う光増幅器を備えた中継局や多重化局、分離局に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施の形態１による光増幅器の構成を示す図である。
【図２】光増幅器内部において損失が発生した場合の光レベルの状態を示す説明図である。
【図３】ＥＤＦが有する波長別の吸収および利得の特性を説明する図表である。
【図４】ＥＤＦの利得とチルトの関係を示す図表である。
【図５】全損失とチルトの関係を示す図表である。
【図６】複数の光増幅器のタンデム接続を示す図である。
【図７】伝送路の主信号にロス監視光を多重化した構成を示す図である。
【図８】伝送路上に設けられる各装置内部の構成を示す図である。
【図９】伝送路上でのロス監視光の増幅を行う構成を示す図である。
【図１０】複数の装置間での警報の伝達を行う構成を示す図である。
【図１１】ロス監視光を周波数変調する構成を示す図である。
【図１２】実施の形態３による光増幅器の構成の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態３による光増幅器の他の構成例を示す図である。
【図１４】実施の形態３による光増幅器の他の構成例を示す図である。
【図１５】多重化局における損失の補償を制御する構成を示す図である。
【図１６】図１の構成を具体的に示した図である。
【図１７】図１６の構成において使用するＷＤＭカプラのフィルタの特性を示す図表である。
【図１８】チルトの定義を説明するための図である。
【図１９】励起光とＥＤＦ利得の関係を示す図である。
【図２０】従来の光増幅器を示す図である。
【図２１】チルトを一定に保つ制御を説明するための図である。
【図２２】光増幅器内部において光部品損失が発生した場合の光レベルの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２  希土類添加光ファイバ（ＥＤＦ）
３  可変光減衰器（ＶＯＡ）
５  制御部
６，７  分岐カプラ（光部品）
１０  光増幅器
１１，１４  光検出器（ＰＤ）
２１，２２  ＷＤＭカプラ
２３  分岐カプラ
２４  監視光用レーザダイオード（ＬＤ）
２５，２６  光検出器（監視光用ＰＤ）
Ｌｍ  光信号
Ｌｏ  ロス監視光
【図１】
0004746951.tif 000002
【図２】
0004746951.tif 000003
【図３】
0004746951.tif 000004
【図４】
0004746951.tif 000005
【図５】
0004746951.tif 000006
【図６】
0004746951.tif 000007
【図７】
0004746951.tif 000008
【図８】
0004746951.tif 000009
【図９】
0004746951.tif 000010
【図１０】
0004746951.tif 000011
【図１１】
0004746951.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004746951.tif 000017
【図１７】
0004746951.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0004746951.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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