(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に接続された可変光減衰器と外部減衰媒体とを有する光増幅器において、
前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体との前段に設けられている前段光増幅部の前段光検出手段と、前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体との後段に設けられている後段光増幅部の後段光検出手段とから、前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体とによる信号光の減衰量を検出する減衰量検出手段と、
前記信号光の減衰量が一定となるように前記可変光減衰器を制御する減衰量制御手段と、
前記可変光減衰器の減衰量が最小値になったときの前記信号光の減衰量に基づいて、前記外部減衰媒体の外れおよび接続を検出する接続検出手段と、
を有することを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
前記接続検出手段は、前記信号光の減衰量が少なくとも前記可変光減衰器の減衰量の最小値と、前記外部減衰媒体に許容される減衰量との加算値を超えた場合、前記外部減衰媒体の外れを検出することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項３】
前記接続検出手段は、前記信号光の減衰量が少なくとも前記可変光減衰器の減衰量の最小値と、前記外部減衰媒体に許容される減衰量との加算値を下回った場合、前記外部減衰媒体の接続を検出することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項４】
前記接続検出手段によって、前記外部減衰媒体の外れが検出された場合、前記前段光検出手段の光レベルを参照し、前記外部減衰媒体の前段から安全レベルの前記信号光が出力されるように前記前段光増幅部を制御する安全光制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項５】
前記接続検出手段によって、前記外部減衰媒体の外れが検出された場合、前記後段光増幅部をオフする増幅部オフ手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光増幅器に関し、特に可変光減衰器と外部減衰媒体が連続的に接続された光増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重光伝送システムにおける送信装置および中継装置に適用される光増幅器は、希土類をドープした光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）を用いるのが一般的である。ＥＤＦを使用した光増幅器では、ＥＤＦの信号利得特性（利得の波長依存性など）により、ＥＤＦの信号利得を一定で使用しなければならないことから、ＥＤＦＡ内部には、増幅器のゲイン変動や、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating optical Fiber）の挿入損失をはじめとする段間ロスの変動を吸収するための可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）を内蔵する構成がとられてきた（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、アンプゲインまたは段間ロスが減少した場合には、その減少分だけＶＯＡによるロスを増大させる構成である。
【０００３】
光増幅器は、様々なユーザのシステムゲインの要求に対応できるよう、広ダイナミックレンジ（例えば、７〜１６ｄＢ）が求められるようになってきた。そのため、ＶＯＡのロス幅をそれだけ大きくする必要がある。しかし、ＶＯＡのロス幅を大きくすると雑音指数が悪化することから、ＶＯＡを２段にする構成がとられるようになった。
【０００４】
図１３は、従来の光増幅器のブロック図である。図の（Ａ）に示す光増幅器では、ＶＯＡが２段の構成となっている。図の（Ａ）に示す入力端子２０１には、信号光が入力される。入力された信号光は、カプラ２０２を通って、ＥＤＦ２０４に出力される。ＬＤ（Laser Diode）２０３からのポンプ光は、カプラ２０２により合波されてＥＤＦ２０４に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られるようになっている。ＶＯＡ２０５は、ＥＤＦ２０４から出力される信号光を減衰する。カプラ２０６、ＬＤ２０７、およびＥＤＦ２０８は、カプラ２０２、ＬＤ２０３、およびＥＤＦ２０４と同様である。カプラ２１２，２１６、ＬＤ２１３，２１７、ＥＤＦ２１４，２１８、およびＶＯＡ２１５は、入力端子２０１と端子２０９の間と同様である。これにより、出力端子２１９からは、増幅された信号光が出力される。ＤＣＦ２１０は、端子２０９，２１１に接続され、ＥＤＦ２０８から出力される信号光の波長分散を補償する。
【０００５】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光レベルの変化を示している。図の（Ｂ）の波形Ａ，Ｂの縦方向は光レベル（単位は、例えば、ｄＢｍ）を示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【０００６】
例えば、入力端子２０１への信号光の入力光レベルが波形Ａから波形Ｂに示すように大きくなったとする。この場合、信号光の光レベルを小さくしようと、ＥＤＦ２０４のゲインは小さくなる（波形Ｂの傾きが波形Ａより小さくなる）。しかし、ＥＤＦの信号利得特性により、ＥＤＦ２０４，２０８のゲイン和は、一定としなければならないため、ＥＤＦ２０４のゲインが小さくなった分、ＥＤＦ２０８のゲインを大きくする必要がある（ＥＤＦ２０８の入出力間の波形Ｂの傾きは波形Ａの傾きより大きくなっている）。なお、図中の四角同士および丸同士の傾きは、同じで、ＥＤＦ２０４，２０８のゲイン和一定の制約が守られている。
【０００７】
一方、端子２０９での光レベルは一定でなければならないため、ＶＯＡ２０５のロス量（減衰量）は、波形Ｂに示すように波形Ａより大きくなる。同様の構成を端子２１１と出力端子２１９との間に設け、ＶＯＡのロス幅を２段のＶＯＡ２０５，２１５で分散し、雑音指数の悪化を防止している。
【０００８】
しかし、段間ロスの変動（ＤＣＦ２１０のロス変動）が、１０ｄＢ以上となると、図の（Ａ）の構成のままでは、ＶＯＡ２１５のロス幅が大きくなってしまう。
例えば、ＤＣＦ２１０の入出力間の光レベルのロス量が、波形Ｂに示すように波形Ａより減少したとする（波形Ｂの傾きが波形Ａの傾きより小さくなったとする）。つまり、端子２１１に入力される信号光のレベルが大きくなったとする。ＬＤ２１３のパワー上限により、ＥＤＦ２１４のゲインは小さくなっても、ゲイン和一定の制御により、ＥＤＦ２１８のゲインは大きくなればよい。そして、出力端子２１９での信号光は目標レベル（一定の光レベル）とならなければならないので、ＤＣＦ２１０のロス減少分だけＶＯＡ２１５のロス量は大きくなるため、ＥＤＦ２１８への入力パワーの低下量次第では雑音指数が悪化し、ＬＤ２１７のパワーも大きなものが必要となってしまう。そこで、ＶＯＡとＤＣＦをシリーズに接続する構成をとる場合が多くなってきた。
【０００９】
図１４は、ＶＯＡとＤＣＦがシリーズに接続される場合の光増幅器のブロック図である。図の（Ａ）に示す光増幅器では、ＶＯＡ２２９とＤＣＦ２３１がシリーズに接続されている。ＤＣＦ２３１は、端子２３０，２３２に接続されている。カプラ２２２，２２６、ＬＤ２２３，２２７、ＥＤＦ２２４，２２８、およびＶＯＡ２２５は、図１３の（Ａ）のカプラ２０２，２０６、ＬＤ２０３，２０７、ＥＤＦ２０４，２０８、およびＶＯＡ２０５と同様である。図の（Ａ）の光増幅器では、１つのＶＯＡ２２５によってダイナミックレンジを吸収するようになっており、ＤＣＦ２３１の後段の、カプラ２３３、ＬＤ２３４、およびＥＤＦ２３５のＥＤＦＡと、カプラ２３６、ＬＤ２３７、およびＥＤＦ２３８のＥＤＦＡとの間には、ＶＯＡが接続されていない。信号光は、入力端子２２１から入力され、出力端子２３９から出力される。
【００１０】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形Ａ，Ｂの縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【００１１】
入力端子２２１からＥＤＦ２２８に至る動作は、図１３と同様である。ここで、ＤＣＦ２３１のロス量が、波形Ｂに示すように波形Ａより減少すると、その分、ＶＯＡ２２９のロス量が大きくなり、端子２３２での信号光の光レベルが一定となるようにする。このように、ＶＯＡ２２９とＤＣＦ２３１をシリーズに接続し、ＤＣＦ２３１の後段の光レベルが一定となるようにすることによって、雑音指数の悪化を防止する。
【００１２】
ＤＣＦ２３１は、ユーザが直接接続および取り外しを行う個所であることからＤＣＦ２３１の外れおよび接続を検出する必要がある。そのために、ＤＣＦ２３１の前後間におけるロス量を知る必要があり、ＤＣＦ２３１の前段および後段に光レベルを検出するＰＤ（Photo Diode）などの光検出手段を設ける必要がある。
【００１３】
図１５は、ＤＣＦの外れおよび接続を検出する光増幅器のブロック図である。図に示す光増幅器では、入力端子２４１に入力される信号光を、１段のＥＤＦ２４６を介してＤＣＦ２５３に入力し、１段のＥＤＦ２５９を介して出力端子２６２に出力する。
【００１４】
ＰＤ２４３，２４８は、カプラ２４２，２４７によって分岐された信号光が入力され、電気信号に変換する。ＡＧＣ２７１は、ＰＤ２４３，２４８の電気信号、つまり、ＥＤＦ２４６の前段および後段の信号光の光レベルに応じて、ＬＤ２４５のポンプ光を調整する。ポンプ光は、カプラ２４４を介してＥＤＦ２４６に入力される。ＤＣＦ２５３の後段のカプラ２５５，２５７，２６０、ＰＤ２５６，２６１、ＬＤ２５８、ＡＧＣ２７３も同様の動作をする。ＡＧＣ２７１，２７３は、出力端子２６２の信号光が目標レベルとなるように制御し、ＶＯＡ２４９は、段間ロス制御部２７２によってＥＤＦ２４６，２５９のゲイン和が一定となるように制御される。
【００１５】
段間ロス制御部２７２は、カプラ２５０により分岐されてＰＤ２５１で検出された光レベル、およびカプラ２５５により分岐されてＰＤ２５６で検出された光レベルに基づいて、ＤＣＦ２５３の前段および後段の光レベルを監視する。そして、ＤＣＦ２５３の前段および後段の光レベルに応じて、段間外れ（ＤＣＦ２５３の端子２５２，２５４からの外れ）および接続（ＤＣＦ２５３の端子２５２，２５４への接続）を検出する。
【００１６】
ところで、可変光減衰器（ＶＯＡ２４９）とシリーズに接続される外部減衰媒体（上記の例ではＤＣＦ２５３）の外れおよび接続を検出するには、上述のように、外部減衰媒体の前後に光検出手段（ＰＤ２５１，２５６）を設ける必要がある。これは、例えば、シリーズに接続された可変光減衰器と外部減衰媒体とがあったとき、可変光減衰器の前段および外部減衰媒体の後段に光検出手段を設けて、外部減衰媒体の外れおよび接続を検出しようとする場合、減衰量が可変である可変光減衰器が間に含まれることになり、正確な外部減衰媒体のロス量に基づいて外れおよび接続を正確に検出することができないからである。
【特許文献１】特開２００４−７２０６２号公報
【特許文献２】特開平１０−５１０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、外部減衰媒体の前後に検出手段を設けると、検出手段に信号光を入力するための分岐比損が加わり、ＳＮ劣化が生じるというという問題点があった。
例えば、図１５のＤＣＦ２５３の前段にＰＤ２５１を設けると、その分、分岐比損が加わり、ＳＮ劣化が生じる。
【００１８】
また、ＳＮ劣化を防ぐためには信号光の分岐比損分、増幅をしなければならず、より高いＬＤのパワーが必要となり経済性が悪く、さらにＬＤ温度制御による消費電力が増加するという問題点があった。
【００１９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、外部減衰媒体の前後の光検出手段を不要にして、ＳＮ劣化を生じさせることなく、かつＬＤのパワーを増加させることがない光増幅器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】
【００２０】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような連続的に接続された可変光減衰器６と外部減衰媒体７とを有する光増幅器において、可変光減衰器６と外部減衰媒体７との前段に設けられている前段光増幅部１の前段光検出手段１ａと、可変光減衰器６と外部減衰媒体７との後段に設けられている後段光増幅部２の後段光検出手段２ａとから、可変光減衰器６と外部減衰媒体７とによる信号光の減衰量を検出する減衰量検出手段３と、信号光の減衰量が一定となるように可変光減衰器６を制御する減衰量制御手段４と、可変光減衰器６の減衰量が最小値になったときの信号光の減衰量に基づいて、外部減衰媒体７の外れおよび接続を検出する接続検出手段５と、を有することを特徴とする光増幅器が提供される。
【００２１】
このような光増幅器によれば、連続的に接続された可変光減衰器６と外部減衰媒体７との前段に接続される前段光増幅部１の前段光検出手段１ａと、可変光減衰器６と外部減衰媒体７との後段に接続される後段光増幅部２の後段光検出手段２ａとによって、可変光減衰器６と外部減衰媒体７との減衰量を検出し、信号光の減衰量が一定となるように制御する。そして、可変光減衰器６の減衰量が最小値になったときの可変光減衰器６と外部減衰媒体７との減衰量に基づいて、外部減衰媒体７の外れおよび接続を検出する。これにより、可変光減衰器６は、減衰量が最小値になると一定であるため、外部減衰媒体７の前後に光検出手段を設けることなく、外部減衰媒体７の前後の減衰量に基づいた外部減衰媒体７の外れおよび接続が検出できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光増幅器では、連続的に接続された可変光減衰器と外部減衰媒体との前段に接続される前段光増幅部の前段光検出手段と、可変光減衰器と外部減衰媒体との後段に接続される後段光増幅部の後段光検出手段とによって、可変光減衰器と外部減衰媒体との減衰量を検出し、信号光の減衰量が一定となるように制御する。そして、可変光減衰器の減衰量が最小値になったときの可変光減衰器と外部減衰媒体との減衰量に基づいて、外部減衰媒体の外れおよび接続を検出する。これにより、可変光減衰器は、減衰量が最小値になると一定であるため、外部減衰媒体の前後に光検出手段を設けることなく、外部減衰媒体の前後の減衰量に基づいた外部減衰媒体の外れおよび接続が検出でき、ＳＮ劣化を防止し、ＬＤパワーを増加させることによる経済性の悪化低減およびＬＤ温度制御による消費電力の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の原理を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、光増幅器の概要を示した図である。図に示すように光増幅器は、前段光増幅部１、後段光増幅部２、減衰量検出手段３、減衰量制御手段４、接続検出手段５、可変光減衰器６、および端子８ａ，８ｂに接続された、例えば、ＤＣＦである外部減衰媒体７を有している。
【００２４】
前段光増幅部１は、信号光を増幅するＥＤＦ１ｂと、出力段に設けられ、ＥＤＦ１ｂのゲインを監視するための前段光検出手段１ａとを有している。
後段光増幅部２は、信号光を増幅するＥＤＦ２ｂと、入力段に設けられ、ＥＤＦ２ｂのゲインを監視するための後段光検出手段２ａとを有している。
【００２５】
減衰量検出手段３は、連続的に接続された可変光減衰器６と外部減衰媒体７との前段に設けられている前段光増幅部１の前段光検出手段１ａと、可変光減衰器６と外部減衰媒体７との後段に設けられている後段光増幅部２の後段光検出手段２ａとから、可変光減衰器６と外部減衰媒体７とによる信号光の減衰量を検出する。
【００２６】
減衰量制御手段４は、減衰量検出手段３によって検出される可変光減衰器６と外部減衰媒体７とによる信号光の減衰量が一定となるように可変光減衰器６を制御する。
接続検出手段５は、可変光減衰器６の減衰量が最小値になったときの信号光の減衰量に基づいて、外部減衰媒体７の外れおよび接続を検出する。
【００２７】
ここで、外部減衰媒体７が端子８ａ，８ｂから外れると、前段光検出手段１ａと後段光検出手段２ａとによって検出される減衰量が増加する。減衰量制御手段４は、可変光減衰器６と外部減衰媒体７とにおける信号光の減衰量が一定となるように可変光減衰器６を制御するため、可変光減衰器６の減衰量を小さくする。外部減衰媒体７は外れているので、可変光減衰器６の減衰量はさらに小さくなり、最小値となる。そして、可変光減衰器６が最小値のまま、可変光減衰器６と外部減衰媒体７とにおける信号光の減衰量がある閾値を超えると、接続検出手段５は、外部減衰媒体７の外れを検出する。一方、外部減衰媒体７が接続され、減衰量が最小値となっている可変光減衰器６と外部減衰媒体７とにおける信号光の減衰量がある閾値以下となると、外部減衰媒体７の接続を検出する。
【００２８】
可変光減衰器６は、減衰量が最小値になると、それ以上減衰量が低下することはなく、一定である。従って、外部減衰媒体７の前後に光検出手段を設けることなく、前段光増幅部１の前段光検出手段１ａと、後段光増幅部２の後段光検出手段２ａとによって、外部減衰媒体７の減衰量が認識可能となる。つまり、外部減衰媒体７の前段に光検出手段を設けることなく、外部減衰媒体７の前後の減衰量に基づいた外部減衰媒体７の外れおよび接続が検出でき、ＳＮ劣化を防止し、消費電力の低減を図ることができる。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。図に示すように光増幅器は、前段光増幅部１０、後段光増幅部２０、端子３１，３３に接続されたＤＣＦ３２、ＡＧＣ（Automatic Gain Controller）４１，４３、段間ロス制御部４２、ＥＤＦゲイン制御部４４、およびＡＭＰゲイン制御部４５を有している。前段光増幅部１０は、入力端子１１、カプラ１２，１４，１７、ＰＤ１３，１８、ＬＤ１５、ＥＤＦ１６、ＶＯＡ１９を有している。後段光増幅部２０は、カプラ２１，２３，２６、ＰＤ２２，２７、ＬＤ２４、ＥＤＦ２５、および出力端子２８を有している。
【００３０】
前段光増幅部１０の入力端子１１には、例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）の信号光が入力される。入力端子１１に入力された信号光は、カプラ１２，１４を通ってＥＤＦ１６に出力される。また、入力端子１１に入力された信号光の一部は、カプラ１２によって分岐されてＰＤ１３に出力される。ＰＤ１３は、入力光のパワー（光強度）を電気信号に変換し、ＡＧＣ４１、ＥＤＦゲイン制御部４４、およびＡＭＰゲイン制御部４５に出力する。
【００３１】
ＬＤ１５は、ＡＧＣ４１の制御に応じたポンプ光を出力する。ＬＤ１５から出力されるポンプ光は、カプラ１４を通って入力端子１１から入力された信号光と合波されてＥＤＦ１６に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られる。
【００３２】
ＥＤＦ１６から出力される信号光の一部は、カプラ１７によってＰＤ１８に出力される。ＰＤ１８は、入力光のパワーを電気信号に変換し、ＡＧＣ４１、段間ロス制御部４２、およびＥＤＦゲイン制御部４４に出力する。また、ＥＤＦ１６から出力される信号光は、ＶＯＡ１９に出力される。ＶＯＡ１９は、段間ロス制御部４２の制御に応じて、入力される信号光を減衰し、端子３１に出力する。
【００３３】
ＤＣＦ３２は、端子３１，３３に接続され、前段光増幅部１０から出力される信号光の波長分散を補償する。ＤＣＦ３２は、ユーザによって取り替えられるようになっており、ユーザの仕様に応じたＤＣＦが端子３１，３３に接続されるようになっている。
【００３４】
ＤＣＦ３２から出力される信号光の一部は、後段光増幅部２０のカプラ２１によってＰＤ２２に入力される。ＰＤ２２は、入力光のパワーを電気信号に変換し、段間ロス制御部４２、ＡＧＣ４３、およびＥＤＦゲイン制御部４４に出力する。また、ＤＣＦ３２から出力される信号光は、カプラ２１，２３を介してＥＤＦ２５に出力される。
【００３５】
ＬＤ２４は、ＡＧＣ４３の制御に応じたポンプ光を出力する。ＬＤ２４から出力されるポンプ光は、カプラ２３により合波されてＥＤＦ２５に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られるようになっている。
【００３６】
ＥＤＦ２５から出力される信号光の一部は、カプラ２６によってＰＤ２７に出力される。ＰＤ２７は、入力光のパワーを電気信号に変換し、ＡＧＣ４３、ＥＤＦゲイン制御部４４、およびＡＭＰゲイン制御部４５に出力する。また、ＥＤＦ２５から出力される信号光は、出力端子２８に出力される。
【００３７】
ＡＧＣ４１は、ＰＤ１３とＰＤ１８から出力される光パワーを示す電気信号を参照し、ＥＤＦ１６のゲインが目標値Ｇ１となるようにＬＤ１５のポンプ光を制御する。目標値Ｇ１は、ＡＭＰゲイン制御部４５によって算出される。
【００３８】
段間ロス制御部４２は、前段光増幅部１０のＰＤ１８と後段光増幅部２０のＰＤ２２から出力される光パワーを示す電気信号を参照し、ＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量が目標値Ｌ１となるようにＶＯＡ１９を制御する。目標値Ｌ１は、ＥＤＦゲイン制御部４４によって算出される。また、段間ロス制御部４２は、ＰＤ１８，２２から出力される光パワーを示す電気信号に基づいて、段間外れおよび段間復帰を検出する。また、段間ロス制御部４２は、段間外れを検出すると、ＶＯＡ１９から出力される信号光が安全光レベルとなるようにＡＧＣ４１を制御し、ＡＧＣ４３をオフするようにする。
【００３９】
ＡＧＣ４３は、ＰＤ２２とＰＤ２７から出力される、光パワーを示す電気信号を参照し、ＥＤＦ２５のゲインが目標値Ｇ２となるようにＬＤ２４のポンプ光を制御する。目標値Ｇ２は、固定値であり、ＡＧＣ４３は、ＥＤＦ２５のゲインが目標値Ｇ２となるように制御する。
【００４０】
ＥＤＦゲイン制御部４４は、ＰＤ１３，１８，２２，２７の電気信号に基づいて、ＥＤＦ１６とＥＤＦ２５とのゲイン和が常に一定となるように目標値Ｌ１を算出する。ＥＤＦ１６とＥＤＦ２５とのゲイン和が変化すると、信号光に対する利得の波長特性が変わってしまうからである。つまり、ＡＧＣ４１によって変化するＥＤＦ１６のゲインを、ＶＯＡ１９によって吸収するようにする。目標値Ｌ１は、以下の式（１），（２）で示される。
【００４１】
Ｌ１＝Ｌ１−ΔＬ１…（１）
ΔＬ１＝（ＰＤ１８−ＰＤ１３）＋（ＰＤ２７−ＰＤ２２）−ＥＤＦｆｇ…（２）
式（２）のＰＤ１８−ＰＤ１３は、ＰＤ１８，１３の電気信号に基づいて算出されるＥＤＦ１６のゲインを示す。ＰＤ２７−ＰＤ２２は、ＰＤ２２，２７の電気信号に基づいて算出されるＥＤＦ２５のゲインを示す。ただし、ＡＧＣ４３によるＥＤＦ２５のゲインは固定であるため、ＰＤ２７−ＰＤ２２は、一定となる。
【００４２】
ＥＤＦｆｇ（ｆｇ：flat gain）は、一定にすべきＥＤＦ１６，２５のゲイン和を示し、予め記憶装置に記憶されている。つまり、ΔＬ１は、一定にすべきＥＤＦ１６，２５のゲインと実際のゲインとの誤差を示している。そして、式（１）に示すように、目標値Ｌ１から式（２）の誤差を減算し、新たな目標値Ｌ１を得る。
【００４３】
ＡＭＰゲイン制御部４５は、ＰＤ１３，２７の電気信号に基づいて、出力端子２８の光レベルが一定の目標レベルとなるように、目標値Ｇ１を算出する。ＡＧＣ４１を制御する目標値Ｇ１は、以下の式（３），（４）で示される。
【００４４】
Ｇ１＝Ｇ１−ΔＧ１…（３）
ΔＧ１＝（ＰＤ２７−ＰＤ１３）−目標ＡＭＰゲイン…（４）
式（４）のＰＤ２７−ＰＤ１３は、ＥＤＦ１６の前段とＥＤＦ２５の後段との間のゲインを示す。目標ＡＭＰゲインは、出力端子２８の光レベルが一定の目標レベルとなるために、信号光が得るべきゲインを示している。ΔＧ１は、出力端子２８の光レベルが目標レベルとなるために信号光が得るべき目標ゲインと実際のゲインとの差を示している。そして、式（３）に示すように、目標値Ｇ１から式（４）の誤差を減算し、新たな目標値Ｇ１を得る。
【００４５】
以下、図２の動作を説明するが、まず、段間ロスが増加した場合の動作、次に入力端子１１に入力される信号光が増加した場合の動作について説明する。その後、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを用いることなく段間外れを検出する動作、安全光レベル制御と段間復帰する動作について説明する。まず、段間ロスが増加した場合について説明する。
【００４６】
図３は、段間ロスが増加した場合の光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図２に示した光増幅器が示してある。ただし、ＥＤＦゲイン制御部４４およびＡＭＰゲイン制御部４５が省略してある。
【００４７】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【００４８】
ＶＯＡ１９のロス量およびＤＣＦ３２のロス量は、最初、波形Ａに示すような値で安定していたとする。ここで、ＤＣＦ３２のロス量が波形Ｂに示すように増加したとする。
すると、ＡＭＰゲイン制御部４５は、出力端子２８の信号光の光レベルが目標レベルとなるように制御するため、ＤＣＦ３２のロス量分、ＡＧＣ４１の目標値Ｇ１を増加させる。
【００４９】
目標値Ｇ１を増加させると、ＥＤＦ１６のゲインが増加し、ＥＤＦ１６，２５のゲイン一定の制約が満たされなくなる。そこで、段間ロス制御部４２は、ＥＤＦ１６のゲインを減少できるように、波形Ｃに示すようにＶＯＡ１９のロス量を低減させる。つまり、ＥＤＦ１６のゲインを低減するため、その低減分をＶＯＡ１９のロス量を低減し、ＤＣＦ３２のロスを吸収するようにする。
【００５０】
光増幅器は、段間ロスが増加した場合、以上のような動作をしてＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量を一定にする。また、ＥＤＦ１６，２５のゲイン一定の制約を満たすようにし、出力端子２８の光レベルも目標レベルとなるようにする。なお、ＡＭＰゲイン制御部４５と段間ロス制御部４２は、ＰＩＤ制御によって式（１）〜（４）の演算を繰り返し、最終的な目標値Ｇ１，Ｌ１を求めていく（最終的には、ＶＯＡ１９のロス量のみが増加した形となる）。
【００５１】
次に、入力端子１１に入力される信号光が増加する場合について説明する。
図４は、信号光が増加した場合の光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図２に示した光増幅器が示してある。ただし、ＥＤＦゲイン制御部４４およびＡＭＰゲイン制御部４５が省略してある。
【００５２】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【００５３】
入力端子１１に入力される信号光の光レベルは、波形Ａに示す値であったとする。ここで、信号光の１波あたりの光レベルが増加し、入力端子１１に入力される信号光の光レベルが、波形Ｂに示すように増加したとする。
【００５４】
すると、ＡＭＰゲイン制御部４５は、出力端子２８の信号光の光レベルが一定の目標レベルとなるように制御するため、ＡＧＣ４１の目標値Ｇ１を減少させる。
目標値Ｇ１を減少させると、ＥＤＦ１６のゲインが減少し、ＥＤＦ１６，２５のゲイン一定の制約が満たされなくなる。そこで、段間ロス制御部４２は、ＥＤＦ１６のゲインを増加できるように、波形Ｃに示すようＶＯＡ１９のロス量を増加させる。つまり、ＥＤＦ１６のゲインを増加させるため、その分をＶＯＡ１９のロス量を増加させることで吸収するようにする。
【００５５】
光増幅器は、信号光の１波あたりの光レベルが増加した場合、以上のような動作をしてＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量を一定にする。また、ＥＤＦ１６，２５のゲイン一定の制約を満たすようにし、出力端子２８の光レベルが目標レベルとなるようにする。なお、ＡＭＰゲイン制御部４５と段間ロス制御部４２は、式（１）〜（４）の演算を繰り返し、最終的な目標値Ｇ１，Ｌ１を求めていく。
【００５６】
次に、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを用いることなく段間外れを検出する動作について説明する。
図５は、段間外れを検出する光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図２に示した光増幅器が示してある。ただし、ＥＤＦゲイン制御部４４およびＡＭＰゲイン制御部４５が省略してある。
【００５７】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【００５８】
光増幅器には、信号光が入力され、波形Ａに示す状態でその光信号レベルが安定していたとする。ここで、ＤＣＦ３２が端子３３から外れたとする。この場合、ＤＣＦ３２によるロス量が増加し、段間ロス制御部４２は、ＤＣＦ３２とＶＯＡ１９のロス量が一定となるよう、ＶＯＡ１９のロス量を小さくしていく。ＤＣＦ３２が端子３３から外れているので、ＤＣＦ３２によるロス量は図中の上向き矢印に示すように低下し続け、段間ロス制御部４２は、最終的に波形Ｂに示すようにＶＯＡ１９を開放する（ＶＯＡ１９のロス量を最小にする）ように制御する。
【００５９】
ＤＣＦ３２は、端子３３から外れているので、波形Ｃに示すようにＤＣＦ３２のロス量は大きく、ＶＯＡ１９を開放したとしても、ＰＤ２２で検出される光パワーは小さいものとなる。この結果、開放したＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量は閾値を超え、段間ロス制御部４２は、これを段間外れ（ＤＣＦ３２の外れ）として検出する。閾値は、以下の式（５）で示される。
【００６０】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ…（５）
Ｌｔｈは、段間外れを検出する閾値を示す。Ｌｄｍは、段間（端子３１，３３間）で許容される最大ロス値、すなわち、外部減衰媒体であるＤＣＦで見込まれる最大のロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１９を開放したとき、すなわち、ＶＯＡ１９の減衰量を最低に制御したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間外れの検出余裕値（マージン）を示す。なお、段間ロス制御部４２は、ＶＯＡ１９に制御信号を出力しているので、ＶＯＡ１９が開放したことを認識できる。例えば、ＶＯＡ１９を制御する電圧が、ＶＯＡ１９を開放する電圧になると、ＶＯＡ１９を開放したと認識できる。また、ＶＯＡ１９の開放時のロス量は、設計時などにおいて予め知ることができ、記憶装置に記憶しておく。Ｌｄｍ，Ｌｍの値も予め仕様で決めておき、記憶装置に記憶しておく。
【００６１】
ＤＣＦ３２を接続したときのロス量は、ＰＤ１８，２２から検出することができる。ＶＯＡ１９の開放時のロスは、一定であるからである。従って、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを設けることなく、ＤＣＦ３２の前後のロス量に基づいて、段間外れを検出することができる。なお、段間ロス制御部４２は、段間外れを検出すると、ＡＧＣ４３をオフし、波形Ｄに示すようにＥＤＦ２５のゲインを減少する。また、図５の例では、式（３），（４）に示すように出力端子２８の光レベルが一定となるようにＡＭＰゲイン制御部４５が動作しているとＡＧＣ４１の目標値Ｇ１が大きくなってしまう。よって段間外れを検出すると、ＡＭＰゲイン制御部４５の動作を停止し、ＡＧＣ４１の目標値Ｇ１の更新を止め、端子３３からの出力レベルが増大することを抑える。
【００６２】
なお、図２，５で示したように１つのＶＯＡ１９でＡＭＰゲインを変化させる場合には、段間ロスが最大になっても、まだロスを低減できるようにＶＯＡ１９に余裕を持たせる場合がある。この場合、ＶＯＡ１９は、その分開くことができるため（ロスを低減できるため）、外れ検出を行う閾値もＡＭＰゲインによって変化することとなる。この場合、閾値は、次の式（６）で示される。
【００６３】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ−（ＡＭＰゲイン−最大ＡＭＰゲイン）…（６）
ＡＭＰゲインは、現在のＡＭＰゲインであり、ＥＤＦ１６の前段とＥＤＦ２５の後段との間におけるゲインである。最大ＡＭＰゲインは、光増幅器の最大利得で、ＶＯＡ１９が最も開くとき、すなわち、ＬｖｄｌとなるときのＡＭＰの利得である。
【００６４】
次に、安全光レベル制御とＤＣＦ３２の前段にＰＤを用いることなく段間復帰する動作について説明する。
ここで、段間復帰とは、前段光増幅部と、後段光増幅部との段間に接続されていた外部減衰媒体が段間外れの状態から復帰した（接続された）ことを示す。
【００６５】
図６は、安全光レベル制御および段間復帰する光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図２に示した光増幅器が示してある。ただし、ＥＤＦゲイン制御部４４およびＡＭＰゲイン制御部４５が省略してある。
【００６６】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【００６７】
段間ロス制御部４２は、段間外れを検出すると、ユーザによって着脱されるＤＣＦ３２の前段（端子３１）に大きな光レベルが出力されないよう、安全光レベル制御を行う。具体的には、ＰＤ１８によって、ＶＯＡ１９の前段の光レベルを監視し、端子３１における光レベルが安全光レベルとなるよう、ＡＧＣ４１によってＥＤＦ１６のゲインを制御する。
【００６８】
段間外れが検出されたときＶＯＡ１９は開放状態であり、段間ロス制御部４２は、記憶装置に記憶しているＶＯＡ１９の開放時のロス量を用いて、ＰＤ１８で検出されるべき光レベルを決定する。ＤＣＦ３２の前段の信号光を安全光レベルにするために、ＰＤ１８で検出されるべき光レベルは、次の式（７）で示すことができる。
【００６９】
ＰＤｓ＝Ｐｓａｆｅ＋Ｌｖｄｌ…（７）
ＰＤｓは、ＰＤ１８で検出されるべき光レベルを示す。Ｐｓａｆｅは、ＶＯＡ１９から出力すべき安全光レベルを示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１９の開放時のロス量を示す。つまり、段間ロス制御部４２は、段間外れを検出すると、式（７）を満たす光レベルがＰＤ１８から検出されるよう、ＡＧＣ４１を制御する。なお、Ｐｓａｆｅの値は予め記憶装置に記憶しておく。
【００７０】
次に、段間復帰の動作について説明する。
図６において、段間ロス制御部４２は、段間外れを検出し、波形Ａに示すようにＤＣＦ３２の前段が安全光レベルとなるようにＡＧＣ４１を制御しているとする。ここで、段間外れから復帰（ＤＣＦ３２を端子３１，３３に接続）すると、ＤＣＦ３２間のロス量が低減する。段間ロス制御部４２は、ＰＤ１８とＰＤ２２によってＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量を監視し、このロス量が復帰閾値内になると、段間外れから復帰したと認識する。復帰閾値は、次の式（８）で示される。
【００７１】
Ｌｒｅｔ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ−Ｌｍ…（８）
Ｌｒｅｔは、段間復帰を検出する復帰閾値を示す。Ｌｄｍは、端子３１，３３間に接続される段間ロスに許容される最大ロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１９が開放したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間復帰の検出余裕値を示す。これらの値は、予め記憶装置に記憶しておく。
【００７２】
ＤＣＦ３２が段間外れから復帰し、波形Ｂに示すようにＶＯＡ１９とＤＣＦ３２のロス量が復帰閾値Ｌｒｅｔより小さくなると、段間ロス制御部４２は、段間外れから復帰したことを認識する。これにより、段間ロス制御部４２は、ＡＧＣ４１の安全光レベル制御を停止し、通常のＥＤＦ１６のゲイン制御が行われるようにする。また、動作を停止していたＡＧＣ４３の動作を開始させる。信号光は、波形Ｃに示すように増幅され、出力端子２８から所望のレベルで出力される。
【００７３】
ＤＣＦ３２のロス量は、ＰＤ１８，２２から検出することができる。ＶＯＡ１９の開放時のロスは、前述したように一定であるからである。従って、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを設けることなく、ＤＣＦ３２の正確なロス量に基づいて、段間復帰を検出することができる。
【００７４】
ところで、ＶＯＡの開放時におけるロス量の温度変化は小さい。そのため、ＤＣＦの正確なロス量に基づいて段間外れおよび段間復帰を検出することができる。
図７は、ＶＯＡの温度変化を示した図である。図の横軸は、ＶＯＡのロス量を制御する制御信号、縦軸はＶＯＡの透過損失である。図に示すように、温度変化により透過損失の特性は例え同じ制御信号値であっても変動する。
【００７５】
矢印Ｘ１に示すように、ＶＯＡの開放の位置から大きく離れている場合、温度変化による透過損失の変動が大きい。一方、開放時の温度変化による透過損失の変動は、矢印Ｘ２に示すように小さい。従って、ＶＯＡの開放時におけるロスの温度変化は小さく、ＤＣＦの正確なロス量に基づいて、段間外れおよび段間復帰を検出することができる。
【００７６】
このように、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを設けることなく、前段光増幅部１０のＰＤ１８と後段光増幅部２０のＰＤ２２とによって、ＤＣＦ３２の減衰量に基づいたＤＣＦ３２の外れおよび接続が検出できる。よって、ＳＮ劣化を防止し、消費電力の低減を図ることができる。
【００７７】
また、ＤＣＦ３２の前段にＰＤを設ける必要がないので、コストの低減につながる。
さらに、ＶＯＡ１９を開放させた状態の段間ロスに基づいて段間復帰を判断するので目標値に到達できない状態で光増幅器が固まってしまうことを防止できる。即ち、ＶＯＡ１９を開放させないでＤＣＦ３２のロスだけをモニタして段間復帰を判断するとモニタの誤差から実際にＶＯＡが開放し切っても目標に到達できない場合がある。これに対し、図２の光増幅器では、実際にＶＯＡ１９の開放状態でのＰＤ１８，２２によるＤＣＦのロス値に基づいて段間復帰を検出するため予め限界値が分かった上での開放のため目標値に到達できないで固まってしまうことを防止できる。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、ＤＣＦとシリーズに接続されたＶＯＡでダイナミックレンジを吸収していたが、第２の実施の形態では、別のＶＯＡを設けてダイナミックレンジを吸収する。
【００７９】
図８は、第２の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。図に示すように光増幅器は、前段光増幅部５０、後段光増幅部７０、端子８１，８３に接続されたＤＣＦ８２、ＡＧＣ９１，９３、段間ロス制御部９２、ＥＤＦゲイン制御部９４、ロス一定制御部９５、およびＡＭＰゲイン制御部９６を有している。前段光増幅部５０は、入力端子５１、カプラ５２，５４，５７，６０，６２，６５、ＰＤ５３，５８，６１，６６、ＬＤ５５，６３、ＥＤＦ５６，６４、およびＶＯＡ５９，６７を有している。後段光増幅部７０は、カプラ７１，７３，７６、ＰＤ７２，７７、ＬＤ７４、ＥＤＦ７５および出力端子７８を有している。
【００８０】
前段光増幅部５０の入力端子５１には、例えば、ＷＤＭの信号光が入力される。入力端子５１に入力された信号光は、カプラ５２，５４を通ってＥＤＦ５６に出力される。また、入力端子５１に入力された信号光は、カプラ５２によってＰＤ５３に出力される。ＰＤ５３は、入力光の光パワーを電気信号に変換し、ＡＧＣ９１、ＥＤＦゲイン制御部９４、ＡＭＰゲイン制御部９６に出力する。
【００８１】
ＬＤ５５は、ＡＧＣ９１の制御に応じたポンプ光を出力する。ＬＤ５５から出力されるポンプ光は、カプラ５４により合波されてＥＤＦ５６に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られるようになっている。
【００８２】
ＥＤＦ５６から出力される信号光は、カプラ５７によってＰＤ５８に出力される。ＰＤ５８は、入力光の光パワーを電気信号に変換し、ＥＤＦゲイン制御部９４に出力する。また、ＥＤＦ５６から出力される信号光は、ＶＯＡ５９に出力される。ＶＯＡ５９は、ＥＤＦゲイン制御部９４の制御に応じて、入力される信号光を減衰し、カプラ６０へ出力する。
【００８３】
ＰＤ６１は、ＶＯＡ５９から出力される信号光の光パワーを電気信号に変換し、ＥＤＦゲイン制御部９４に出力する。
ＬＤ６３は、ＡＧＣ９１の制御に応じたポンプ光を出力する。ＬＤ６３から出力されるポンプ光は、カプラ６２により合波されてＥＤＦ６４に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られるようになっている。
【００８４】
ＥＤＦ６４から出力される信号光は、カプラ６５によってＰＤ６６に出力される。ＰＤ６６は、入力光の光パワーを電気信号に変換し、ＡＧＣ９１、段間ロス制御部９２、ＥＤＦゲイン制御部９４、およびロス一定制御部９５に出力する。また、ＥＤＦ６４から出力される信号光は、ＶＯＡ６７に出力される。ＶＯＡ６７は、段間ロス制御部９２の制御に応じて、入力される信号光を減衰し、端子８１に出力する。
【００８５】
ＤＣＦ８２は、端子８１，８３に接続され、前段光増幅部５０から出力される信号光の波長分散を補償する。ＤＣＦ８２は、ユーザによって付け替えられるようになっており、ユーザの仕様に応じたＤＣＦが端子８１，８３に接続されるようになっている。
【００８６】
ＤＣＦ８２から出力される信号光は、後段光増幅部７０のカプラ７１によってＰＤ７２に入力される。ＰＤ７２は、入力光の光パワーを電気信号に変換し、段間ロス制御部９２、ＡＧＣ９３，およびロス一定制御部９５に出力する。また、ＤＣＦ８２から出力される信号光は、カプラ７１，７３を介してＥＤＦ７５に出力される。
【００８７】
ＬＤ７４は、ＡＧＣ９３の制御に応じたポンプ光を出力する。ＬＤ７４から出力されるポンプ光は、カプラ７３により合波されてＥＤＦ７５に出力される。これにより、信号光は、ポンプ光のパワーに応じたゲインが得られるようになっている。
【００８８】
ＥＤＦ７５から出力される信号光は、カプラ７６によってＰＤ７７に出力される。ＰＤ７７は、入力光の光パワーを電気信号に変換し、ＡＧＣ９３，およびＡＭＰゲイン制御部９６に出力する。また、ＥＤＦ７５から出力される信号光は、出力端子７８に出力される。
【００８９】
ＡＧＣ９１は、ＰＤ５３とＰＤ６６から出力される電気信号を参照し、ＥＤＦ５６の前段とＥＤＦ６４の後段との間のゲインが目標値Ｇ１となるようにＬＤ５５，６３のポンプ光を制御する。目標値Ｇ１は、ＡＭＰゲイン制御部９６によって算出される。
【００９０】
段間ロス制御部９２は、ＰＤ６６，７２から出力される電気信号を参照し、ＶＯＡ６７とＤＣＦ８２のロス量が目標値Ｌ２となるように制御する。目標値Ｌ２は、ロス一定制御部９５によって算出される。また、段間ロス制御部９２は、ＰＤ６６，７２から出力される電気信号に基づいて、段間外れおよび段間復帰を検出する。また、段間外れを検出すると、ＶＯＡ６７から出力される信号光が安全光レベルとなるようにＡＧＣ９１が制御され、ＡＧＣ９３はオフされる。
【００９１】
ＡＧＣ９３は、ＰＤ７２，７７から出力される電気信号を参照し、ＥＤＦ７５のゲインが目標値Ｇ２となるようにＬＤ７４のポンプ光を制御する。目標値Ｇ２は、固定値であり、ＡＧＣ９３は、ＥＤＦ７５のゲインが常にＧ２となるように制御する。
【００９２】
ＥＤＦゲイン制御部９４は、ＰＤ５３，５８，６１，６６の電気信号に基づいて、ＥＤＦ５６とＥＤＦ６４とのゲイン和が常に一定となるようにＶＯＡ５９を制御する目標値Ｌ１を算出する。ＥＤＦ５６とＥＤＦ６４のゲイン和が変化すると、信号光の波長特性が変わってしまうからである。つまり、ＡＧＣ９１によって変化するＥＤＦ５６，６４のゲインを、ＶＯＡ５９によって吸収するようにする。なお、ＶＯＡ目標値Ｌ１は、以下の式（９），（１０）で示される。
【００９３】
Ｌ１＝Ｌ１−ΔＬ１…（９）
ΔＬ１＝（ＰＤ５８−ＰＤ５３）＋（ＰＤ６６−ＰＤ６１）−ＥＤＦｆｇ…（１０）
式（１０）のＰＤ５８−ＰＤ５３は、ＰＤ５８，５３の電気信号に基づいて算出されるＥＤＦ５６のゲインを示す。ＰＤ６６−ＰＤ６１は、ＰＤ６６，６１の電気信号に基づいて算出されるＥＤＦ６４のゲインを示す。ＥＤＦｆｇは、一定にすべきＥＤＦ５６，６４のゲイン和を示し、予め記憶装置に記憶されている。つまり、ΔＬ１は、一定にすべきＥＤＦ５６，６４のゲインと実際のゲインとの誤差を示している。そして、式（９）に示すように、目標値Ｌ１から式（２）の誤差を減算し、新たな目標値Ｌ１を得る。
【００９４】
ロス一定制御部９５は、ＰＤ６６，７２の電気信号に基づいて、ＶＯＡ６７とＤＣＦ８２のロス量が一定となるように目標値Ｌ２を算出する。算出した目標値Ｌ２は、段間ロス制御部９２へ出力される。目標値Ｌ２は、次の式（１１）で示すことができる。
【００９５】
Ｌ２＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ…（１１）
Ｌｄｍは、段間（端子８１，８３間）で許容される最大ロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ６７が開放したときのロス値を示す。段間で許容される最大ロス値と、ＶＯＡ６７の開放したときのロス値とを加算した値を目標値Ｌ２にすることで、ＤＣＦ８２のロス変動を、ＶＯＡ６７で十分に吸収することができる。
【００９６】
ＡＭＰゲイン制御部９６は、ＰＤ５３，７７の電気信号に基づいて、出力端子７８の光レベルが一定の目標レベルとなるようにＡＧＣ９１を制御する。ＡＧＣ９１を制御する目標値Ｇ１は、以下の式（１２），（１３）で示される。
【００９７】
Ｇ１＝Ｇ１−ΔＧ１…（１２）
ΔＧ１＝（ＰＤ７７−ＰＤ５３）−目標ＡＭＰゲイン…（１３）
式（１２）のＰＤ７７−ＰＤ５３は、ＥＤＦ５６の前段とＥＤＦ７５の後段との間のゲインを示す。目標ＡＭＰゲインは、出力端子７８の光レベルが目標レベルとなるために、信号光が得るべきゲインを示している。ΔＧ１は、出力端子７８の光レベルが目標レベルとなるために信号光が得るべき目標ゲインと実際のゲインとの差を示している。そして、式（１３）に示すように、目標値Ｇ１から式（１３）の誤差を減算し、新たな目標値Ｇ１を得る。
【００９８】
以下、図８の動作について説明する。
図９は、光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図８に示した光増幅器が示してある。ただし、ＡＧＣ９１，９３、段間ロス制御部９２、ＥＤＦゲイン制御部９４、ロス一定制御部９５、およびＡＭＰゲイン制御部９６が省略してある。
【００９９】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段における信号光の変化を示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【０１００】
入力端子５１に入力される信号光の光レベルは、波形Ａに示す値であったとする。ここで、１波あたりの光レベルが増加し、入力端子５１に入力される信号光の光レベルが図中上向き矢印のように増加したとする。
【０１０１】
すると、ＡＭＰゲイン制御部９６は、波形Ｂに示すように出力端子７８の信号光の光レベルが一定となるように制御するため、ＥＤＦ５６，６４のゲインを変更する。また、ＥＤＦ５６，６４のゲイン和は一定であるという制約を満たすように、ＶＯＡ５９のロス量を変化する。
【０１０２】
ＤＣＦ８２のロス量が、図中下向き矢印のように減少したとする。この場合、ロス一定制御部９５は、ＶＯＡ６７、ＤＣＦ８２のロス量が一定となるように、ＶＯＡ６７のロス量を増加させる。
【０１０３】
このようにして、光増幅器は、ＥＤＦの一定ゲインの制約が満たされるよう動作し、出力端子７８の光レベルが目標レベルとなるように動作する。
次に、段間外れを検出する動作について説明する。段間外れが発生すると、ＤＣＦ８２のロス量が増加する。これに伴い、ロス一定制御部９５のロス量一定の制御が働くため、ＶＯＣ６７のロス量は減少し、最終的には、開放状態となる。段間ロス制御部９２は、開放したＶＯＡ６７とＤＣＦ８２のロス量が閾値を超えると、段間ロスが発生したと認識する。段間ロスの閾値は、次の式（１４）で示される。
【０１０４】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ…（１４）
Ｌｔｈは、段間外れを検出する閾値を示す。Ｌｄｍは、端子８１，８３間で許容される最大のロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ６７が開放したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間外れの検出余裕値を示す。
【０１０５】
なお、段間ロス制御部９２は、ＶＯＡ６７に制御信号を出力しているので、ＶＯＡ６７が開放したことを認識できる。例えば、ＶＯＡ６７を制御する電圧が、ＶＯＡ６７を開放する電圧になると、ＶＯＡ６７を開放したと認識できる。また、ＶＯＡ６７の開放時のロス量は、設計時などにおいて予め知ることができ、記憶装置に記憶しておく。Ｌｄｍ、Ｌｍの値も予め仕様で決めておき、記憶装置に記憶しておく。
【０１０６】
また、上記では、ＶＯＡ５９のみでアンプゲインを吸収するようにしているが、ＶＯＡ６７も用いてアンプゲインを吸収するようにしてもよい。この場合の目標値Ｌ２は、次の式（１５）で示される。
【０１０７】
Ｌ２＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋ＶＯＡ吸収分…（１５）
ＶＯＡ吸収分は、ＶＯＡ６７のアンプゲインの吸収したロス量を示す。この場合、式（１４）の閾値は、次の式（１６）で示される。
【０１０８】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ＋ＶＯＡ吸収分…（１６）
ＶＯＡ吸収分の決め方としては、例えば、ＰＤ５３，６６間のゲインの下限値Ｇｍを予め記憶装置に記憶しておき、ＰＤ５３，６６間のゲインの目標値Ｇ１が下限値Ｇｍを下回ると、ＶＯＡ吸収分＝Ｇｍ−Ｇ１として、ゲインをＶＯＡ６７で吸収する。そして、ＡＧＣ９１に出力する目標値Ｇ１をＧ１＝Ｇｍとして出力する。これにより、ゲインの目標値が下限値を下回っても、その分ＶＯＡ６７にロス量が分散され、ＶＯＡ５９のＮＦの悪化を防止できる。
【０１０９】
次に、安全光レベル制御および段間復帰について説明する。段間ロス制御部９２は、段間外れを検出すると、ユーザによって着脱されるＤＣＦ８２の前段（端子８１）に大きな光レベルが出力されないよう、安全光レベル制御を行う。具体的には、ＰＤ６６によって、ＶＯＡ６７の前段の光レベルを監視し、端子８１における光レベルが安全光レベルとなるよう、ＡＧＣ９１によってＥＤＦ５６，６４のゲインを制御する。
【０１１０】
段間外れが検出されたときＶＯＡ６７は開放状態であり、段間ロス制御部９２は、記憶装置に記憶しているＶＯＡ６７の開放時のロス量を用いて、ＰＤ６６で検出されるべき光レベルを決定する。ＤＣＦ８２の前段の信号光を安全光レベルにするために、ＰＤ６６で検出されるべき光レベルは、次の式（１７）で示すことができる。
【０１１１】
ＰＤｓ＝Ｐｓａｆｅ＋Ｌｖｄｌ…（１７）
ＰＤｓは、ＰＤ６６で検出されるべき光レベルを示す。Ｐｓａｆｅは、ＶＯＡ６７から出力すべき安全光レベルを示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ６７の開放時のロス量を示す。つまり、段間ロス制御部９２は、段間外れを検出すると、式（１７）を満たす光レベルがＰＤ６６から検出されるよう、ＡＧＣ９１を制御する。なお、Ｐｓａｆｅの値は予め記憶装置に記憶しておく。
【０１１２】
また、段間ロス制御部９２は、段間外れを検出すると、ＡＧＣ９３をオフする。オフすることで、端子８１の出力が高くなりすぎるのを防ぐため、ＡＭＰゲイン制御部９６の動作を停止し、ＡＧＣ９１の目標値Ｇ１の更新をやめる。
【０１１３】
ＤＣＦ８２が端子８１，８３に接続されると、ＤＣＦ８２間のロス量が低減する。段間ロス制御部９２は、ＰＤ６６とＰＤ７２によってＶＯＡ６７とＤＣＦ８２のロス量を監視し、このロス量が復帰閾値内になると、段間外れから復帰したと認識する。復帰閾値は、次の式（１８）で示される。
【０１１４】
Ｌｒｅｔ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ−Ｌｍ…（１８）
Ｌｒｅｔは、段間復帰を検出する復帰閾値を示す。Ｌｄｍは、端子８１，８３間に接続される段間ロスに許容される最大ロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ６７が開放したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間復帰の検出余裕値を示す。これらの値は、予め記憶装置に記憶しておく。以上の説明のように図８の光増幅器は、動作する。
【０１１５】
このように、ＤＣＦ８２の前段にＰＤを設けることなく、前段光増幅部５０のＰＤ６６と後段光増幅部７０のＰＤ７２とによって、ＤＣＦ８２の減衰量に基づいたＤＣＦ８２の外れおよび接続が検出できる。よって、ＳＮ劣化を防止し、消費電力の低減を図ることができる。
【０１１６】
また、ＤＣＦ８２の前段にＰＤを設ける必要がないので、コストの低減につながる。
次に、光増幅器のハードウエア構成例について説明する。
図１０は、光増幅器のハードウエア構成例である。図１０において図８と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図１０の各部と図８の各部は対応していない部分があるが、ＶＯＡ５９でＡＭＰゲインを吸収し、ＶＯＡ６７で段間ロスが一定となるように制御し、出力端子７８から目標レベルの信号光が出力されるように制御する全体の機能は同じである。
【０１１７】
図に示す演算装置１２０は、１チップの半導体またはマイクロコンピュータなどで構成される。図に示すＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１およびＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１０２，１０４，１０６，１０８，１１０は、演算装置１２０に組み込まれていてもよい。
【０１１８】
演算装置１２０のＬＯＧ変換部１２１は、デジタル変換されたＰＤのデータをＬＯＧ変換する。ここでは、ＰＤ５３，５８，６１，６６，７２，７７のデジタル変換された信号をＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６（ｄＢｍ）にログ変換するとする。
【０１１９】
ＡＧＣ１２１ａは、ＥＤＦ５６の前段とＥＤＦ６４の後段との間のゲインＣ＿Ｇ１を算出する。Ｃ＿Ｇ１は、次の式（１９）で示される。
Ｃ＿Ｇ１＝Ｐ４−Ｐ１…（１９）
ＡＭＰゲイン制御部１２５は、ＥＤＦ６４の後段の光レベルが一定の目標レベルとなるようにＡＧＣ１２１ａの目標値Ｔ＿Ｇ１を算出する。目標値Ｔ＿Ｇ１は、次の式（２０），（２１）で示される。
【０１２０】
Ｔ＿Ｇ１＝Ｔ＿Ｇ１＋ΔＧ１…（２０）
ΔＧ１＝Ｃ＿Ｇ１−Ｃ＿Ｌ２＋Ｃ＿Ｇ２−目標ＡＭＰゲイン…（２１）
ただし、Ｃ＿Ｌ２はＶＯＡ６７とＤＣＦ８２の段間ロスで、Ｃ＿Ｇ２はＥＤＦ７５のゲインを示す。なお、Ｃ＿Ｌ２，Ｃ＿Ｇ２は一定となるように制御されるので、結局、Ｃ＿Ｇ１が一定となるように制御される。目標ＡＭＰゲインは、光増幅器の出力が一定の目標レベルとなるように外部装置１３０によって算出されるが、ＡＭＰゲイン制御部１２５がこの機能を有していてもよい。
【０１２１】
ＡＧＣ１２１ａは、ゲインＣ＿Ｇ１がＡＭＰゲイン制御部１２５により算出される目標値Ｔ＿Ｇ１となるように、ＬＤ５５，６３を制御する。
ロス制御部１２２は、ＶＯＡ５９の前後のロス量Ｃ＿Ｌ１を算出する。Ｃ＿Ｌ１は、次の式（２２）で示される。
【０１２２】
Ｃ＿Ｌ１＝Ｐ２−Ｐ３…（２２）
ＥＤＦゲイン制御部１２６は、ＥＤＦ５６，６４のゲイン和一定の制約が満たされるよう、ＶＯＡ５９のロス量を算出する。このロス量の目標値Ｔ＿Ｌ１は、次の式（２３），（２４）で示される。
【０１２３】
Ｔ＿Ｌ１＝Ｔ＿Ｌ１−ΔＬ１…（２３）
ΔＬ１＝Ｃ＿Ｇ１＋Ｃ＿Ｌ１−ＥＤＦｆｇ…（２４）
ＥＤＦｆｇは、予め内部記憶装置１２８に記憶されている。
【０１２４】
ロス制御部１２２は、ロス量Ｃ＿Ｌ１がＥＤＦゲイン制御部１２６により算出される目標値Ｔ＿Ｌ１となるように、ＶＯＡ５９を制御する。
段間ロス制御部１２３は、ＶＯＡ６７とＤＣＦ８２間のロス量Ｃ＿Ｌ２を算出する。Ｃ＿Ｌ２は、次の式（２５）で示される。
【０１２５】
Ｃ＿Ｌ２＝Ｐ４−Ｐ５…（２５）
ＡＧＣ１２４は、ＥＤＦ７５のゲインＣ＿Ｇ２を算出する。Ｃ＿Ｇ２は、次の式（２６）で示される。
【０１２６】
Ｃ＿Ｇ２＝Ｐ６−Ｐ５…（２６）
ＡＧＣ１２４は、ゲインＣ＿Ｇ２が内部記憶装置１２８に記憶されている目標ゲインＴ＿Ｇ２（固定値）となるように、ＬＤ７４を制御する。
【０１２７】
ＥＤＦゲイン制御部１２７は、ＥＤＦ７５のゲイン一定の制約が満たされるよう、ＶＯＡ６７のロス量を算出する。このロス量の目標値Ｔ＿Ｌ２は、次の式（２７），（２８）で示される。
【０１２８】
Ｔ＿Ｌ２＝Ｔ＿Ｌ２−ΔＬ２…（２７）
ΔＴ＿Ｌ２＝Ｃ＿Ｇ２＋Ｃ＿Ｌ２−ＥＤＦｆｌｇ…（２８）
ＥＤＦｆｌｇは、予め内部記憶装置１２８に記憶されている。
【０１２９】
段間ロス制御部１２３は、ロス量Ｃ＿Ｌ２がＥＤＦゲイン制御部１２７により算出される目標値Ｔ＿Ｌ２となるように、ＶＯＡ６７を制御する。なお、式（２８）に含まれるゲインＣ＿Ｇ２は、固定値であるので、段間ロス制御部１２３は、結局ＶＯＡ６７とＤＣＦ８２のロス量が一定となるように制御している。
【０１３０】
このようにして信号光のゲインの制御をし、ＶＯＡ６７とＤＣＦ８２間のロス量が一定となるように制御している。
次に、本発明の第３の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第３の実施の形態では、第２の実施の形態に対し、前段光増幅部５０と後段光増幅部７０の位置が入れ替わっている。
【０１３１】
図１１は、第３の実施の形態に係る光増幅器である。図に示すように光増幅器は、前段光増幅部１４０、後段光増幅部１５０、端子１７１，１７３に接続されたＤＣＦ１７２、ＡＧＣ１８１，１８３、段間ロス制御部１８２、ロス一定制御部１８４、ＥＤＦゲイン制御部１８５、およびＡＭＰゲイン制御部１８６を有している。
【０１３２】
前段光増幅部１４０は、入力端子１４１、カプラ１４２，１４４，１４７、ＰＤ１４３，１４８、ＬＤ１４５、およびＥＤＦ１４６を有している。後段光増幅部１５０は、カプラ１５１，１５３，１５６，１５９，１６１，１６４、ＰＤ１５２，１５７，１６０，１６５、ＬＤ１５４，１６２、ＥＤＦ１５５，１６３、ＶＯＡ１５８、および出力端子１６６を有している。前段光増幅部１４０は、図８の後段光増幅部７０と同様であり、その詳細な説明は省略する。また、後段光増幅部１５０は、図８の前段光増幅部５０と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【０１３３】
ＡＧＣ１８１は、ＥＤＦ１４６のゲインが固定の目標値Ｇ１となるように制御する。段間ロス制御部１８２は、ＶＯＡ１４９とＤＣＦ１７２によるロス量が目標値Ｌ１となるようにＶＯＡ１４９を制御する。ＡＧＣ１８３は、ＥＤＦ１５５の前段とＥＤＦ１６３の後段との間のゲインが目標値Ｇ２となるようにＬＤ１５４，１６２のポンプ光を制御する。
【０１３４】
ロス一定制御部１８４は、ＶＯＡ１４９とＤＣＦ１７２のロス量が一定となるように目標値Ｌ１を算出する。ＥＤＦゲイン制御部１８５は、ＥＤＦ１５５とＥＤＦ１６３とのゲイン和が常に一定となるようにＶＯＡ１５８の目標値Ｌ２を算出する。ＡＭＰゲイン制御部１８６は、出力端子１６６での光レベルが目標レベルとなるようにＡＧＣ１８３の目標値Ｇ２を算出する。
【０１３５】
なお、ロス一定制御部１８４の算出する目標値Ｌ１は、次の式（２９）で示される。
Ｌ１＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ…（２９）
ただし、Ｌｄｍは、端子１７１，１７３間で許容される最大ロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１４９が開放したときのロス値を示す。
【０１３６】
また、ＥＤＦゲイン制御部１８５の目標値Ｌ２は、次の式（３０），（３１）で示される。
Ｌ２＝Ｌ２−ΔＬ２…（３０）
ΔＬ２＝Ｇ２＋Ｌ２−ＥＤＦｆｇ…（３１）
Ｇ２は、ＥＤＦ１５５の前段とＥＤＦ１６３の後段との間におけるゲインを示す。Ｌ２は、現在のＶＯＡ１５８のロス量を示す。よって、Ｇ２＋Ｌ２は、ＥＤＦ１５５，１６３のゲイン和を示す。ＥＤＦｆｇは、一定にすべきＥＤＦ５６，６４のゲイン和を示す。
【０１３７】
また、ＡＭＰゲイン制御部１８６の目標値Ｇ２は、次の式（３２），（３３）で示される。
Ｇ２＝Ｇ２−ΔＧ２…（３２）
ΔＧ２＝（Ｐ６−Ｐ１）−目標ＡＭＰゲイン…（３３）
式（３３）のＰ６−Ｐ１は、ＥＤＦ１４６の前段とＥＤＦ１６３の後段との間のゲインを示す。目標ＡＭＰゲインは、出力端子１６６で目標レベルの信号光が得られるためのゲインを示している。
【０１３８】
以下、図１１の動作について説明する。
図１２は、光増幅器の動作を説明する図である。図の（Ａ）には、図１１に示した光増幅器が示してある。ただし、ＡＧＣ１８１，１８３、段間ロス制御部１８２、ロス一定制御部１８４、ＥＤＦゲイン制御部１８５、およびＡＭＰゲイン制御部１８６が省略してある。
【０１３９】
図の（Ｂ）は、図の（Ａ）に示す光増幅器の、各段の信号光の光レベルを示している。図の（Ｂ）の波形の縦方向は光レベルを示し、縦の点線は、図の（Ａ）の光増幅器の各段の範囲を示している。
【０１４０】
入力端子１４１に入力される信号光の光レベルは、波形Ａに示す値であったとする。ここで、信号光の１波あたりの光レベルが増加し、入力端子１４１に入力される信号光の光レベルが波形Ｂに示すように増加したとする。
【０１４１】
ＥＤＦ１４６は、ゲインが一定に制御されるため、ＥＤＦ１４６における信号光のゲインは、波形Ａ，Ｂに示すように同じである。また、ＶＯＡ１４９，ＤＣＦ１７２では、ロス一定制御が働き、ロス量は一定である。従って、後段光増幅部１５０に入力される信号光のレベルは異なる。これに対し、ＡＭＰゲイン制御部１８６は、出力端子１６６から目標レベルの信号光が出力されるようにＥＤＦ１５５，１６３を制御する。また、ＥＤＦ１５５，１６３のゲイン和一定の制約が満たされるように、ＥＤＦゲイン制御部１８５がＶＯＡ１５８を制御する。
【０１４２】
また、ＤＣＦ１７２のロス量が、波形Ｃから波形Ｄに示すように減少したとする。この場合、ロス一定制御部１８４は、ＶＯＡ１４９、ＤＣＦ１７２のロス量が一定となるように、ＶＯＡ１４９のロス量を増加させる。
【０１４３】
このようにして、光増幅器は、一定のＥＤＦゲイン、目標レベルの信号光が得られるように動作する。
次に、段間外れを検出する動作について説明する。段間外れが発生すると、ＤＣＦ１７２のロス量が増加する。これに伴い、ロス一定制御部１８４のロス量一定の制御が働くため、ＶＯＣ１４９のロス量は減少し、最終的には、開放状態となる。段間ロス制御部１８２は、開放されたＶＯＡ１４９とＤＣＦ１７２のロス量が閾値を超えると、段間ロスが発生したと認識する。段間ロスの閾値は、次の式（３４）で示される。
【０１４４】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ…（３４）
Ｌｔｈは、段間外れを検出する閾値を示す。Ｌｄｍは、端子１７１，１７３間で許容される最大のロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１４９が開放したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間外れの検出余裕値を示す。なお、段間ロス制御部１８２は、ＶＯＡ１４９に制御信号を出力しているので、ＶＯＡ１４９が開放したことを認識できる。例えば、ＶＯＡ１４９を制御する電圧が、ＶＯＡ１４９を開放する電圧になると、ＶＯＡ１４９を開放したと認識できる。また、ＶＯＡ１４９の開放時のロス量は、設計時などにおいて予め知ることができ、記憶装置に記憶しておく。Ｌｄｍ，Ｌｍの値も予め仕様で決めておき、記憶装置に記憶しておく。
【０１４５】
なお、上記では、ＶＯＡ１５８で光増幅器のアンプゲインを吸収しているが、ＶＯＡ１４９も用いてアンプゲインを吸収するようにしてもよい。この場合の目標値Ｌ２は、次の式（３５）で示される。
【０１４６】
Ｌ２＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋ＶＯＡ吸収分…（３５）
ＶＯＡ吸収分は、ＶＯＡ１４９のアンプゲインの吸収したロス量を示す。この場合、式（３４）の閾値は、次の式（３６）で示される。
【０１４７】
Ｌｔｈ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ＋Ｌｍ＋ＶＯＡ吸収分…（３６）
ＶＯＡ吸収分の決め方としては、例えば、ＰＤ１５２，１６５間のゲインの下限値Ｇｍを予め記憶装置に記憶しておき、ＰＤ１５２，１６５間のゲインの目標値Ｇ２が下限値Ｇｍを下回ると、ＶＯＡ吸収分＝Ｇｍ−Ｇ２として、ゲインをＶＯＡ１４６で吸収する。そして、ＡＧＣ１８３に出力する目標値Ｇ２をＧ２＝Ｇｍとして出力する。これにより、ゲインの目標値が下限値を下回っても、その分ＶＯＡ１４９にロス量が分散され、ＶＯＡ１５８のＮＦの悪化を防止できる。
【０１４８】
次に、安全光レベル制御および段間復帰について説明する。段間ロス制御部１８２は、段間外れを検出すると、ユーザによって着脱されるＤＣＦ１７２の前段（端子１７１）に大きな光レベルの信号光が出力されないよう、安全光レベル制御を行う。具体的には、ＰＤ１４８によって、ＶＯＡ１４９の前段の光レベルを監視し、端子１７１における光レベルが安全光レベルとなるよう、ＡＧＣ１８１によってＥＤＦ１４６のゲインを制御する。
【０１４９】
段間ロス制御部１８２は、記憶装置に記憶しているＶＯＡ１４９の開放時のロス量を用いて、ＰＤ１４８で検出されるべき光レベルを決定する。ＤＣＦ１７２の前段の信号光を安全光レベルにするために、ＰＤ１４８で検出されるべき光レベルは、次の式（３７）で示すことができる。
【０１５０】
ＰＤｓ＝Ｐｓａｆｅ＋Ｌｖｄｌ…（３７）
ＰＤｓは、ＰＤ１４８で検出されるべき光レベルを示す。Ｐｓａｆｅは、ＶＯＡ１４９から出力すべき安全光レベルを示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１４９の開放時のロス量を示す。つまり、段間ロス制御部１８２は、段間外れを検出すると、式（３７）を満たす光レベルがＰＤ１４８から検出されるよう、ＡＧＣ１８１を制御する。
【０１５１】
ＤＣＦ１７２が端子１７１，１７３に接続されると、ＤＣＦ１７２間のロス量が低減する。段間ロス制御部１８２は、ＰＤ１４８とＰＤ１５２によってＶＯＡ１４９とＤＣＦ１７２のロス量を監視し、このロス量が復帰閾値内になると、段間外れから復帰したと認識する。復帰閾値は、次の式（３８）で示される。
【０１５２】
Ｌｒｅｔ＝Ｌｄｍ＋Ｌｖｄｌ−Ｌｍ…（３８）
Ｌｒｅｔは、段間復帰を検出する復帰閾値を示す。Ｌｄｍは、端子１７１，１７３間に接続される段間ロスに許容される最大ロス値を示す。Ｌｖｄｌは、ＶＯＡ１４９が開放したときのロス値を示す。Ｌｍは、段間復帰の検出余裕値を示す。
【０１５３】
このように、ＤＣＦ１７２の前段にＰＤを設けることなく、前段光増幅部１４０のＰＤ１４８と後段光増幅部１５０のＰＤ１５２とによって、ＤＣＦ１７２の減衰量に基づいたＤＣＦ１７２の外れおよび接続が検出できる。よって、ＳＮ劣化を防止し、消費電力の低減を図ることができる。
【０１５４】
また、ＤＣＦ１７２の前段にＰＤを設ける必要がないので、コストの低減につながる。
（付記１）  連続的に接続された可変光減衰器と外部減衰媒体とを有する光増幅器において、
前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体との前段に設けられている前段光増幅部の前段光検出手段と、前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体との後段に設けられている後段光増幅部の後段光検出手段とから、前記可変光減衰器と前記外部減衰媒体とによる信号光の減衰量を検出する減衰量検出手段と、
前記信号光の減衰量が一定となるように前記可変光減衰器を制御する減衰量制御手段と、
前記可変光減衰器の減衰量が最小値になったときの前記信号光の減衰量に基づいて、前記外部減衰媒体の外れおよび接続を検出する接続検出手段と、
を有することを特徴とする光増幅器。
【０１５５】
（付記２）  前記接続検出手段は、前記信号光の減衰量が少なくとも前記可変光減衰器の減衰量の最小値と、前記外部減衰媒体に許容される減衰量との加算値を超えた場合、前記外部減衰媒体の外れを検出することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【０１５６】
（付記３）  前記可変光減衰器の減衰量の最小値と前記外部減衰媒体に許容される減衰量は、記憶装置に記憶されていることを特徴とする付記２記載の光増幅器。
（付記４）  前記接続検出手段は、前記信号光の減衰量が少なくとも前記可変光減衰器の減衰量の最小値と、前記外部減衰媒体に許容される減衰量との加算値を下回った場合、前記外部減衰媒体の接続を検出することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【０１５７】
（付記５）  前記可変光減衰器の減衰量の最小値と前記外部減衰媒体に許容される減衰量は、記憶装置に記憶されていることを特徴とする付記４記載の光増幅器。
（付記６）  前記接続検出手段によって、前記外部減衰媒体の外れが検出された場合、前記前段光検出手段の光レベルを参照し、前記外部減衰媒体の前段から安全レベルの前記信号光が出力されるように前記前段光増幅部を制御する安全光制御手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【０１５８】
（付記７）  前記接続検出手段によって、前記外部減衰媒体の外れが検出された場合、前記後段光増幅部をオフする増幅部オフ手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【０１５９】
（付記８）  前記可変光減衰器が前記信号光に対するゲインを吸収するために減衰量を増加させた場合、前記加算値には、増加させた分の前記減衰量が加算されることを特徴とする付記２記載の光増幅器。
【０１６０】
（付記９）  前記外部減衰媒体は、分散補償ファイバであることを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】光増幅器の概要を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。
【図３】段間ロスが増加した場合の光増幅器の動作を説明する図である。
【図４】信号光が増加した場合の光増幅器の動作を説明する図である。
【図５】段間外れを検出する光増幅器の動作を説明する図である。
【図６】安全光レベル制御および段間復帰する光増幅器の動作を説明する図である。
【図７】ＶＯＡの温度変化を示した図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。
【図９】光増幅器の動作を説明する図である。
【図１０】光増幅器のハードウエア構成例である。
【図１１】第３の実施の形態に係る光増幅器である。
【図１２】光増幅器の動作を説明する図である。
【図１３】従来の光増幅器のブロック図である。
【図１４】ＶＯＡとＤＣＦがシリーズに接続される場合の光増幅器のブロック図である。
【図１５】ＤＣＦの外れおよび接続を検出する光増幅器のブロック図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１  前段光増幅部
１ａ  前段光検出手段
１ｂ，２ｂ  ＥＤＦ
２  後段光増幅部
２ａ  後段光検出手段
３  減衰量検出手段
４  減衰量制御手段
５  接続検出手段
６  可変光減衰器
７  外部減衰媒体
８ａ，８ｂ  端子
【図１】
0004717602.tif 000002
【図２】
0004717602.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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