(57)【要約】【課題】複数のフィルタで構成される利得等化器では、利得等化器の等化特性変化過程における等化特性は、変化前後の等化特性の中間に収まるとは限らないが、等化特性変化過程における信号光強度変化を許容変動量内に抑えることが考慮されていなかった。【解決手段】利得等化器の等化特性変化（Ｔ１→Ｔ５）に伴う等化特性の最大変化量を、入力される全ての信号光波長について求め（Ｒ１）、信号光の変動許容量の最小値と合わせて、等化特性変化を複数のステップに分割し、分割された各ステップで、利得等化器を構成する全てのフィルタの特性を変化させることにより、等化特性の変化前後だけでなく、変化過程の等化特性変動量を、許容変動量内に抑えることができる。【選択図】図１
2005049458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィルタより構成される利得等化器の等化特性を、第１の等化特性より第２の等化特性へ変化させる場合の、前記利得等化器の制御方法であって、
前記利得等化器に入力される全ての信号光波長に対する、前記利得等化器の等化特性の許容変動量の最小値を求め、
前記利得等化器の等化特性を前記第１の等化特性より前記第２の等化特性へ変化させた場合の、前記利得等化器の等化特性の変化量の、前記全ての信号光波長に対する最大値を求め、
前記変化量の最大値を、前記許容変動量の最小値で割った値より大きい自然数ｎを求め、
前記第１の等化特性と前記第２の等化特性の間を、等化特性変化量によりｎ分割し、
前記利得等化器の等化特性が、前記第１の等化特性より、前記ｎ分割された等化特性を順に経て、前記第２の等化特性となるように、前記フィルタを変化させることを特徴とする制御方法。
【請求項２】
複数のフィルタより構成される利得等化器の等化特性を、第１の等化特性より第２の等化特性へ変化させる場合の、前記利得等化器の制御方法であって、
前記利得等化器に入力される全ての信号光波長に対する、前記利得等化器の等化特性の許容変動量の最小値を求め、
前記複数のフィルタを、特定の順序で１つずつ変化させ、前記利得等化器の等化特性を前記第１の等化特性より前記第２の等化特性へ変化させた場合の、前記利得等化器の等化特性の変化量の、前記全ての信号光波長に対する最大値を求め、
前記変化量の最大値を、前記許容変動量の最小値で割った値より大きい自然数ｎを求め、
前記第１の等化特性と前記第２の等化特性の間を、等化特性変化量によりｎ分割し、
前記利得等化器の等化特性が、前記第１の等化特性より、前記ｎ分割された等化特性を順に経て、前記第２の等化特性となるように、前期フィルタを特定の順序で１つずつ変化させることを特徴とする制御方法。
【請求項３】
利得等化器と、前記利得等化器の出力光を入力する光強度制御手段を備え、
請求項１または請求項２記載の制御方法により、前記利得等化器を制御し、
前記利得等化器が前記ｎ分割された等化特性となったときに、出力光強度が、前記利得等化器が第１の等化特性のときの出力光強度に等しくなるように、前記光強度制御手段を制御することを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに用いられる利得等化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の伝送容量への需要は飛躍的に増大しており、幹線系に用いられる光伝送システムでは、大容量かつ柔軟なネットワーク形成が求められている。このような光伝送システムへの需要に対応するために、波長多重（ＷＤＭ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信が広く用いられている。ＷＤＭ伝送では、複数の異なる波長の光を多重化し、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送することで、伝送容量を増加させている。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムにおいては、光増幅器の増幅特性の波長依存性や、伝送路の光ファイバの損失特性等の波長依存性や、光ファイバ中での誘導ラマン散乱等により、多重化された信号光間に光強度の偏差が発生する。信号光間の光強度の偏差が大きくなると、光受信器により受信可能な光強度範囲であるダイナミックレンジから外れ、信号光強度が強すぎる、あるいは信号光強度が弱すぎることにより、正常な受信が不可となるチャンネルが生じる。
【０００４】
例えば、信号光強度が弱すぎると、希土類添加光増幅器で発生する自然放出（ＡＳＥ；Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光等の雑音光により信号光が埋もれてしまい、正常な受信が不可となる。
【０００５】
また、信号光強度が強すぎると、信号光に非線形効果が生じ、伝送される信号が劣化することがある。
【０００６】
信号光間の強度偏差を補償するため、ＷＤＭ伝送システムでは、利得等化器が用いられている。利得等化器は信号光間の強度偏差を補償するために、上流および下流の伝送路や光増幅器の波長特性に合わせた等化特性を持ち、フィルタ特性が可変の光フィルタを複数組み合わせたものや、ファイバグレーティングを用いたものが知られている。
【０００７】
図１０（ａ）（ｂ）は、ＷＤＭ伝送システムにおいて、利得等化器による信号光間の強度偏差の補償を模式的に示した図である。複数の周期フィルタを組み合わせることにより、利得等化器の特性を変化させることができるので、図１０（ａ）のように信号光の強度偏差を補償することもできるし、あるいは、図１０（ｂ）のように、予め設定した特性（プリエンファシス；ｐｒｅｅｍｐｈａｓｉｓ）をつけ、伝送先の地点における信号光間の強度偏差を補償してもよい。
【０００８】
等化特性を変化させることのできる利得等化器は、複数のフィルタを組み合わせて目的の等化特性を実現しているため、利得等化器の等化特性を変化させる際には、利得等化器を構成する複数のフィルタそれぞれの特性を変化させることとなる。
【０００９】
従来の技術による利得等化器として、周期フィルタを多段に接続し、各段の周期フィルタの特性を変化させることにより、全体の等化特性を変化させる利得等化器が知られている（例えば特許文献１）。
【００１０】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、利得等化器による信号光の強度偏差補償を、複数の周期フィルタを組み合わせることにより行うことを示す模式図であり、（ａ）は利得等化器入力までの伝送路や光増幅器等による伝送特性により、波長に対して光強度の偏差が生じたスペクトルを、（ｂ）は利得等化器を構成する複数の周期フィルタそれぞれのフィルタ特性（透過特性）を、（ｃ）は（ｂ）に示された複数の周期フィルタの特性を組み合わせることにより得られる利得等化器の等化特性を、（ｄ）は利得等化器の出力光のスペクトルを、それぞれ波長に対して示した図である。
【００１１】
図１１（ｂ）に示されるように、周期フィルタは、周波数軸上で正弦波状の透過特性を有し、その透過率を変化させることができる。異なる周期を持つ周期フィルタを多段に接続し、各フィルタの特性を制御することにより、利得等化器の等化特性を任意に変化させることができる。
【００１２】
図１１（ａ）に示されるように、利得等化器に入力されるＷＤＭ信号光は、伝送路や光増幅器等の伝送特性により、信号光間に強度偏差が生じている。図１１（ｂ）に示される周期フィルタを組み合わせることにより、図１１（ａ）の光強度の波長依存性を打ち消す図１１（ｃ）の等化特性を持つ利得等化器を構成することにより、利得等化器の出力を図１１（ｄ）のように、波長に対して平坦なものとすることができる。
【００１３】
ここで、図８（ａ）〜（ｃ）に示される特性を持つ周期フィルタを組み合わせることにより、図８（ｄ）のフィルタ特性を得る場合について考える。図８（ａ）〜（ｃ）に示される特性を持つ周期フィルタ［１］〜［３］は、透過特性が正弦波状である周期フィルタであり、［２］および［３］の周期フィルタの変化周期（ＦＳＲ；Ｆｒｅｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｒａｎｇｅ）は［１］の周期フィルタのそれぞれ１／２および１／３となっている。
【００１４】
図９（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）は、図８に特性が示される［１］〜［３］の周期フィルタのうち、２つを組み合わせて得られるフィルタの特性を示したものであり、（ａ１）は［１］＋［２］の、（ｂ１）は［２］＋［３］の、（ｃ１）は［１］＋［３］の周期フィルタの組み合わせて得られるフィルタの特性である。
【００１５】
図９に示されるように、（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）に示される特性の周期フィルタ群に、それぞれ（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）で示される［３］、［１］、［２］の周期フィルタを組み合わせることにより、図９（ｄ）に示される特性の［１］＋［２］＋［３］の周期フィルタの組み合わせが得られる。
【００１６】
図９において、周期フィルタの組み合わせを変化させ、（ａ１）⇔（ｄ）、（ｂ１）⇔（ｄ）、（ｃ１）⇔（ｄ）とフィルタ特性を変化させる場合、（［１］＋［２］）⇔（［１］＋［２］＋［３］）、（［２］＋［３］）⇔（［１］＋［２］＋［３］）、（［１］＋［３］）⇔（［１］＋［２］＋［３］）というように一つの周期フィルタだけが変化するので、変化過程でのフィルタ特性は、変化前のフィルタ特性と変化後のフィルタ特性の中間のフィルタ特性となる。
【００１７】
一方、図９において、周期フィルタの組み合わせを変化させ、（ａ１）⇔（ｂ１）、（ｂ１）⇔（ｃ１）、（ｃ１）⇔（ａ１）とフィルタ特性を変化させる場合は、（［１］＋［２］）⇔（［２］＋［３］）、（［２］＋［３］）⇔（［１］＋［３］）、（［１］＋［３］）⇔（［１］＋［２］）というように、二つ以上の周期フィルタが変化するので、変化過程でのフィルタ特性は、変化前のフィルタ特性と変化後のフィルタ特性の中間のフィルタ特性とは限らない。
【００１８】
例えば、フィルタ特性を（ａ１）⇒（ｂ１）と変化させる場合、すなわち周期フィルタを（［１］＋［２］）⇒（［２］＋［３］）と変化させる場合、周期フィルタを（［１］＋［２］）⇒（［１］＋［２］＋［３］）⇒（［２］＋［３］）と変化させると、フィルタ特性は（ａ１）⇒（ｄ）⇒（ｂ１）と変化するので、変化過程でのフィルタ特性は、（ａ１）と（ｂ１）の中間の特性から外れた（ｄ）の特性を経由する。
【００１９】
一方、同じくフィルタ特性を（ａ１）⇒（ｂ１）と変化させる場合で、周期フィルタを（［１］＋［２］）⇒（［２］）⇒（［２］＋［３］）と変化させると、フィルタ特性は（ａ１）⇒（ｃ２）⇒（ｂ１）と変化するので、変化過程でのフィルタ特性は、（ａ１）と（ｂ１）の中間の特性から外れた（ｃ２）の特性を経由する。
【００２０】
上記２つのフィルタ特性変化の変化過程におけるフィルタ特性の相違、例えば、（ａ１）⇔（ｄ）の変化過程でのフィルタ特性は常に（ａ１）と（ｄ）の中間の特性であるのに対し、（ａ１）⇔（ｂ１）の変化過程でのフィルタ特性は（ａ１）と（ｂ１）の中間の特性から外れる場合があるという相違は、変化過程が１つのフィルタのみ（例えば［３］のみ）の変化であるか、２つ以上のフィルタ（例えば［１］および［３］）の変化であるかによる相違である。
【００２１】
【特許文献１】
特開２０００−１９９８８０号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
利得等化器は、信号光間の強度偏差を補償する等化特性を持つが、利得等化器の用いられるＷＤＭ伝送システムにより、利得等化器に要求される性能は異なる。
【００２３】
例えば、海底伝送システムにおいては、海底に敷設された光ファイバケーブルの温度はさほど変化せず、振動が加わることもないので、光ファイバの損失特性が大きく変化することはない。また、ケーブルの敷設は計画的に行われ、ＷＤＭ通信の全てのチャンネルが運用開始時より用いられるので、信号光チャンネルの増減による光増幅器の増幅特性が大きく変化することはない。
【００２４】
このようなＷＤＭ伝送システムでは、運用開始前に利得等化器の等化特性を最適化し固定すれば、安定して運用を継続することができるので、運用中に利得等化器の等化特性を変化させる必要はない。
【００２５】
ところが、ＷＤＭによる伝送が広く用いられるにつれて、光ファイバの敷設される環境や、ＷＤＭ通信のチャンネル使用方法も多様化しており、例えば、陸上や地中に敷設される光ファイバケーブルは、砂漠等の昼夜の温度変動が激しい場所や、鉄道線路沿い等の振動が激しい場所にも敷設され、伝送路の光ファイバの損失特性は日常的に変動する。
【００２６】
このような伝送路を含むＷＤＭ伝送システムでは、伝送路の光ファイバの損失特性の変化により、ＷＤＭ信号光の各波長の強度も日常的に変化するので、利得等化器の等化特性は、例えば１日に数回の頻度で、変化させる必要がある。
【００２７】
また、１本のケーブルに束ねる光ファイバの本数を増やしても、敷設コストはさほど増加しないことから、数百本の光ファイバを１本のケーブルに束ねた状態でケーブルを敷設することが行われている。
【００２８】
このように敷設された光ファイバでは、伝送需要の増加とともに１本の光ファイバ中を伝送するＷＤＭ信号光の信号光波長の増設が行われる。
【００２９】
伝送路の損失特性は、通信の運用状態にかかわらず変化し、信号光波長の増設は、通信の運用中にも行われるので、伝送路の損失特性の変化や、信号光波長の増設に伴い、利得等化器の等化特性を変化させる場合には、運用中の波長の光強度変動量を変動許容量以内に抑える必要がある。
【００３０】
利得等化器が複数のフィルタで構成されている場合、図９に示されるように、複数の周期フィルタの特性変化により、利得等化器の特性は変化し、複数の周期フィルタを変化させている段階の等化特性は、必ずしも、利得等化器の変化前後の等化特性の中間に収まるものではない。
【００３１】
従来の技術による利得等化器は、複数の周期フィルタを変化させる場合、変化過程における等化特性については考慮されていなかった。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するものであり、第１の発明による制御方法は、複数のフィルタより構成される利得等化器の等化特性を、第１の等化特性より第２の等化特性へ変化させる場合の、前記利得等化器の制御方法であって、前記利得等化器に入力される全ての信号光波長に対する、前記利得等化器の等化特性の許容変動量の最小値を求め、前記利得等化器の等化特性を前記第１の等化特性より前記第２の等化特性へ変化させた場合の、前記利得等化器の等化特性の変化量の、前記全ての信号光波長に対する最大値を求め、前記変化量の最大値を、前記許容変動量の最小値で割った値より大きい自然数ｎを求め、前記第１の等化特性と前記第２の等化特性の間を、等化特性変化量によりｎ分割し、前記利得等化器の等化特性が、前記第１の等化特性より、前記ｎ分割された等化特性を順に経て、前記第２の等化特性となるように、前期フィルタを変化させることを特徴とする。
【００３３】
これにより、第１および第２のフィルタを任意の順序で、あるいは、同時に変化させることによっても、利得等化器の等化特性の変動量は、許容変動量の最小値を超えることはないので、利得等化器の特性変化の前後だけでなく、利得等化器の特性変化の過程においても、許容変動量を満たすことができ、利得等化器の出力信号光強度変動量を許容変動量内に抑えることができる。
【００３４】
第２の発明による制御方法は、複数のフィルタより構成される利得等化器の等化特性を、第１の等化特性より第２の等化特性へ変化させる場合の、前記利得等化器の制御方法であって、前記利得等化器に入力される全ての信号光波長に対する、前記利得等化器の等化特性の許容変動量の最小値を求め、前記複数のフィルタを、特定の順序で１つずつ変化させ、前記利得等化器の等化特性を前記第１の等化特性より前記第２の等化特性へ変化させた場合の、前記利得等化器の等化特性の変化量の、前記全ての信号光波長に対する最大値を求め、前記変化量の最大値を、前記許容変動量の最小値で割った値より大きい自然数ｎを求め、前記第１の等化特性と前記第２の等化特性の間を、等化特性変化量によりｎ分割し、前記利得等化器の等化特性が、前記第１の等化特性より、前記ｎ分割された等化特性を順に経て、前記第２の等化特性となるように、前期フィルタを特定の順序で１つずつ変化させることを特徴とする。
【００３５】
これにより、利得等化器を構成する複数のフィルタを、特定の順序で変化させることにより、利得等化器の等化特性の変動量は、許容変動量の最小値を超えることはないので、利得等化器の特性変化の前後だけでなく、利得等化器の特性変化の過程においても、許容変動量を満たすことができ、利得等化器の出力信号光強度変動量を許容変動量内に抑えることができる。
【００３６】
また、利得等化器を構成するフィルタを、特定の順序で変化させることにより、利得等化器を構成するフィルタの数が多くなった場合でも、前記利得等化器の等化特性の変化量の、全ての信号光波長に対する最大値を求める計算量が急速に増大することはない
第３の発明による光モジュールは、利得等化器と、前記利得等化器の出力光を入力する光強度制御手段を備え、第１または第２の発明による制御方法により、前記利得等化器を制御し、前記利得等化器が前記ｎ分割された等化特性となったときに、出力光強度が、前記利得等化器が第１の等化特性のときの出力光強度に等しくなるように、前記光強度制御手段を制御することを特徴とする。
【００３７】
これにより、利得等化器の等化特性を変化させたことによる、信号光強度の変動を補償することができるので、利得等化器の等化特性を変化させることによる、出力信号光強度の変動を変動許容量内に抑えることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による利得等化器および利得等化器の制御方法について説明する。
【００３９】
まず、図１（ａ）に示される透過特性Ｔ１より透過特性Ｔ２に利得等化器の透過特性を変化させる場合について考える。
【００４０】
利得等化器は複数の周期フィルタで構成されているので、特性がＴ１よりＴ２に変化する場合、通常、利得等化器を構成する複数の周期フィルタの特性が変化する。利得等化器を構成する周期フィルタが変化する度に、利得等化器の等化特性は変化するから、特性がＴ１よりＴ２に変化する過程で、例えば図１（ｂ）Ｔ３およびＴ４のような、Ｔ１とＴ２の中間の特性とならない特性を利得等化器は持つ。
【００４１】
次に、図１（ｃ）に示された、Ｔ１とＴ２の中間の特性であるＴ５およびＴ６を経由させ、Ｔ１からＴ２へと利得等化器の特性を変化させる場合を考える。Ｔ５はＴ１等と同様に、複数の周期フィルタの特性により実現されるので、特性がＴ１よりＴ５に変化する場合は、Ｔ１よりＴ２に変化する場合と同様に、複数の周期フィルタの特性が変化する。
【００４２】
これにより、図１（ｄ）に示されるように、Ｔ７およびＴ８のような、Ｔ１とＴ５の中間の特性とならない特性を経由する場合が生じるので、図１（ｃ）Ｔ５およびＴ６のようなＴ１とＴ２の中間の特性を経由しても、Ｔ７およびＴ８のようなＴ１とＴ２の中間の特性とならない特性が生ずる場合がある。
【００４３】
利得等化器の等化特性を変化させる際は、運用中の波長の光強度を変動させないための、各チャンネルの変動許容量が存在する。前述のように、複数のフィルタを組み合わせた利得等化器では、等化特性の変化過程では、等化特性の変化前後の特性（図１のＴ１、Ｔ２）の中間の特性とならない等化特性が生じるので、各チャンネルの変動許容量の制約条件を満たしながら利得等化器の等化特性を変化させるには不十分である。
【００４４】
本発明による、利得等化器の制御方法は、図１（ｅ）に示されるように、利得等化器の特性変化過程における、特性変化の最大領域Ｒ１を見積もり、見積もられた領域の情報に基づき利得等化器を構成するフィルタを制御する制御方法である。
【００４５】
まず、利得等化器を構成する周期フィルタとして、平面光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎｎｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に形成されたマッハツェンダ（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計によるフーリエ合成フィルタについて説明する。
【００４６】
図２にマッハツェンダ干渉計によるフィルタを示す。図２に示されるフィルタは、ＳｉＯ２基板２０Ａ上に形成された光導波路２１Ａおよび２１Ｂと、方向性結合器２２Ａ〜２２Ｄと、ヒータ２３Ａ〜２３Ｆと、電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆにより構成され、等長マッハツェンダ２５Ａおよび２５Ｃと、非等長マッハツェンダ２５Ｂが形成されてる。
【００４７】
光導波路２１Ａおよび２１Ｂは、基板上２０Ａ上にクラッド層およびコア層を形成することにより形成された光導波路であり、光導波路２１Ａおよび２１Ｂのコア層を接近させることにより、方向性結合器２２Ａ〜２２Ｄとして動作する。
【００４８】
ヒータ２３Ａ〜２３Ｆは、光導波路２１Ａまたは２１Ｂを加熱するヒータであり、加熱量は電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆに入力される電力値により変化する。
【００４９】
方向性結合器２２Ａ〜２２Ｄは、光導波路２１Ａまたは２１Ｂどちらか片方の光導波路のみから光を入力した場合、出力側で光強度は１：１に分配され、かつ入力側と同じ側の光導波路の出力は、反対側の光導波路出力に対しπ／２ラジアンだけ位相が遅れて出力させる特性をもつ。
【００５０】
また、光導波路２１Ａ、２１Ｂ両方の光導波路に同時に光を入力した場合は、片方ずつ入力した場合の重ね合わせが出力される。
【００５１】
たとえば光導波路２１Ａ側がπ／２ラジアンだけ位相が遅れた状態で、かつ光強度１：１で光導波路２１Ａ、２１Ｂに同時に光を入力した場合、光導波路２１Ａ側出力は打ち消し合い、光導波路２１Ｂ側出力は強め合うため、全入力光強度が光導波路２１Ｂ側から合わさって出力される
一方、電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆに電流を流し、ヒータ２３Ａ〜２３Ｆを加熱すると、ヒータの加熱により光導波路の屈折率が変化し、光導波路２１Ａを伝搬する光と、光導波路２１Ｂを伝搬する光との間に位相差が生じ、次段の方向性結合器の分配比が変動する。
【００５２】
フィルタに入力された光は、光導波路２１Ａの一端に入力され、方向性結合器２２Ａ〜２２Ｄにより、光導波路２１Ａおよび２１Ｂを伝搬し、光導波路２１Ａの他端より出力される。
【００５３】
図３（ａ）に、横軸を光周波数（ＴＨｚ）、縦軸を透過率（ｄＢ）にとり、マッハツェンダ干渉計によるフーリエ合成フィルタの振幅特性を示す。図２（ａ）に示される振幅特性は、中心周波数νｃおよび変化周期（ＦＳＲ；Ｆｒｅｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｒａｎｇｅ）により規格化された変数ｘにより、
【００５４】
【数１】
2005049458.tif 000003
【００５５】
と表される。ただし、ｃおよびΘは電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆに入力される電力値により定まる変数である。（１）より、フィルタの振幅は、
【００５６】
【数２】
2005049458.tif 000004
【００５７】
となる。
【００５８】
フィルタのＦＳＲは、非等長マッハツェンダ２５Ｂの光路長差により定まる。
【００５９】
光導波路２１Ａに入射した光は、方向性結合器２２Ａにより光導波路２１Ａおよび２１Ｂに１：１の強度比で分岐されるが、位相は光導波路２１Ａ側が光導波路２１Ｂ側に対してπ／２ラジアンだけ遅れる。
【００６０】
このため、電流入力端子２４Ａおよび２４Ｄともに電流を流さない場合は、方向性結合器２２Ｂより出力される光は、光導波路２１Ｂより全入力光強度が合わさって出力され、光導波路２１Ａ側からは出力されない。
【００６１】
次に、電流入力端子２４Ａに電流を流し、電流入力端子２４Ｄに電流を流さないとすると、ヒータ２３Ａの加熱により、光導波路２１Ａの屈折率が増加し、光導波路２１Ａを伝搬する光の位相と、光導波路２１Ｂを伝搬する光の位相差が変わるため、方向性結合器２２Ｂより出力される光の強度を、波長に依らず分配比を可変にできる。
【００６２】
電流入力端子２４Ａに電流を流し、電流入力端子２４Ｄに電流を流さないことにより生じた光導波路２１Ａと光導波路２１Ｂの光路長差は、等長マッハツェンダ２５Ｃの電流入力端子２４Ｆに電流を流し、電流入力端子２４Ｃに電流を流さないことにより打ち消される。
【００６３】
図２に示されるフィルタは、電流入力端子２４Ａおよび２４Ｆより流す電流の電力値を変化させることにより、（１）式のｃの値、すなわち、フィルタ特性の振幅が制御される。
【００６４】
また、電流入力端子２４Ｂに電流を流し、電流入力端子２４Ｅに電流を流さないとすると、ヒータ２３Ｂの加熱により、光導波路２１Ａの屈折率が増加し、非等長マッハツェンダ２５Ｂ中の光導波路２１Ａを伝搬する光の位相と、光導波路２１Ｂを伝搬する光の位相が異なるので、方向性結合器２２Ｃより出力される光の強度を、波長に対して異なる分配比にすることができる。
【００６５】
これにより、フィルタより出力される透過率のピーク周波数は変化し、これを、ある中心周波数νｃに対して見ると、電流入力端子２４Ｂおよび２４Ｅに加える電力値により、フィルタ特性の位相が制御される。
【００６６】
電流入力端子２４Ｂより電力を加え、電流入力端子２４Ｅより加える電力値を零とすると、電流入力端子２４Ｂより流す電流の電力値が（１）のΘに対応し（Θ＞０）、フィルタ特性の位相が制御される。
【００６７】
電流入力端子２４Ｅより電力を加え、電流入力端子２４Ｂより加える電力値を零とすると、電流入力端子２４Ｅより流す電流の電力値が（１）のΘに対応し（Θ＜０）、フィルタ特性の位相が制御される。
【００６８】
図３（ｂ）〜（ｆ）に、（１）の位相Θを変化させたときの、フィルタ特性変化を示す。Θを−πより＋πまで変化させることにより、透過率の極小値をＦＳＲ内の任意の位置にシフトすることができる。
【００６９】
したがって、フィルタの電流入力端子より流す電流の電力値を制御することにより、フィルタ特性の振幅および位相が制御される。
【００７０】
次に、本発明による、利得等化器の制御方法が用いられる利得補償器について説明する。
【００７１】
図４に示される利得補償器１Ａは、光増幅部２Ａおよび２Ｂ、利得等化器３Ａ、可変光減衰器４Ａ、スペクトラム・アナライザ５Ａ、制御部６Ａ、光カプラ７Ａおよび７Ｂ、パワーメータ８Ｂにより構成される。利得等化器３Ａは、光フィルタ１０−１〜１０−ｐ（ｐは自然数）のｐ個の周期フィルタにより構成され、光フィルタ１０−１〜１０−ｐの特性を制御することにより、利得等化器３Ａの透過特性は制御される。
【００７２】
利得補償器１Ａは、図１０（ａ）（ｂ）に示されるように、入力されたＷＤＭ信号光を増幅するとともに、各波長の信号光強度を制御して出力する。
【００７３】
図４において、利得補償器１Ａに入力された光は、光増幅部２Ａにおいて増幅され、利得等化器３Ａによりフィルタされ、可変光減衰器４Ａにより減衰され、光増幅部２Ｂにより増幅され、出力する。
【００７４】
可変光減衰器４Ａの出力強度は、光カプラ７Ａにより分岐した光によるパワーメータ８Ａの出力を通じて、制御部６Ａにモニタされる。光増幅部２Ｂの出力光スペクトル、すなわち、利得補償器１Ａの出力光スペクトルは、光カプラ７Ａにより分岐した光によるスペクトラム・アナライザ５Ａの出力を通じて、制御部６Ａにモニタされる。
【００７５】
また、光増幅部２Ａおよび２Ｂの利得や、光フィルタ１０−１〜１０−ｐの透過率や、可変光減衰器４Ａの減衰率は、制御部６Ａにより制御される。
【００７６】
したがって、利得補償器１Ａを出力するＷＤＭ信号光の光強度およびスペクトル、すなわち、各波長の信号光強度は、制御部６Ａによりモニタされ、制御される。
【００７７】
次に、第１実施例として、本発明による、利得等化器の制御方法について、図４および図５を参照し説明する。
【００７８】
第１の実施例による、利得等化器および利得等化器の出力調整手段の制御方法は、特性が変化する２つのフィルタを任意の順番で変化させた場合でも、利得等化器の変化過程におけるフィルタ特性の変動量を変動許容量内に収める制御方法である。
【００７９】
図５は、第１の実施例による、利得等化器および利得等化器の出力調整手段の制御方法のフローを示した図である。第１の実施例では、図の利得等化器３Ａの特性ｆ（ｉ）が、２つのフィルタ１０−１および１０−２の特性ａ（ｉ）およびｂ（ｉ）により定められる。段落書き出しの（Ｓ．．）と記された括弧書きの英数字は、図４のフローチャートに同一符号が付されたステップに対応する。
【００８０】
（Ｓ０１）まず、伝送路の損失特性の変化や、信号光波長の増設等により、利得補償器１Ａの出力特性を変化させるように外部より要求される。外部より要求される等化特性は、通常、チャンネル単位であり、利得等化器３Ａの等化特性を、ｆ（ｉ）（ｄＢ）よりｆ’（ｉ）（ｄＢ）へと変化させる要求である。ここで、ｉは信号光のチャンネル番号である。
【００８１】
信号光強度変動量を変動許容量以内に抑えるために、利得等化器の等化特性の変化には変動許容量があり、変動許容量は通常、信号光波長ごとに定められる。例えば、運用中の信号のある領域での等化特性の変動許容量は０．１ｄＢ、運用中ではないが増設中の信号のある領域での等化特性の変動許容量は１ｄＢ、光増幅器のＡＳＥ光が存在するが信号光が存在しない領域での等化特性の変動許容量は５ｄＢである。
【００８２】
すなわち、利得等化器３Ａの等化特性の変動許容量は、信号光波長ごとに定められ、信号光の運用状態により異なる。
【００８３】
（Ｓ０４）制御部６Ａは、外部機器より運用中の信号チャンネルのチャンネル番号を取得する。運用中の信号チャンネルのチャンネル番号は、例えば、監視制御信号光により端局および中継局で伝達される情報より得られる。
【００８４】
（Ｓ０５）ステップＳ０４により各信号チャンネルの運用状態が求まると、各信号チャンネルの波長と運用状態から、各チャンネルの変動許容値ｅ（ｉ）が求まるので、ｅ（ｉ）の最小値
【００８５】
【数３】
2005049458.tif 000005
【００８６】
を、チャンネル番号ｉを変数に探索する。
【００８７】
（Ｓ０２）一方、ステップＳ０１時点の利得等化器の等化特性ｆ（ｉ）は、ａ（ｉ）の特性を持つフィルタ１０−１と、ｂ（ｉ）の特性を持つフィルタ１０−２により、
【００８８】
【数４】
2005049458.tif 000006
【００８９】
と表される。制御部６Ａは、外部より要求された新たな等化特性ｆ’（ｉ）を、フィルタ１０−１およびフィルタ１０−２の新たなフィルタ特性ａ’（ｉ）、ｂ’（ｉ）により、
【００９０】
【数５】
2005049458.tif 000007
【００９１】
となるようなａ’（ｉ）、ｂ’（ｉ）を求める。
【００９２】
すなわち、利得等化器３Ａの等化特性ｆ（ｉ）を、外部からの要求によりｆ’（ｉ）に変化させるために、フィルタ１０−１および１０−２の特性は、それぞれａ（ｉ）よりａ’（ｉ）、ｂ（ｉ）よりｂ’（ｉ）に変化する。
【００９３】
（Ｓ０３）この等化特性の変化を各チャンネルについて見ると、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化の全ての過程において、チャンネルｉの等化特性変動量は、チャンネルｉにおけるフィルタ１０−１の特性変化量の絶対値｜ａ’（ｉ）−ａ（ｉ）｜、チャンネルｉにおけるフィルタ１０−２の特性変化量の絶対値｜ｂ’（ｉ）−ｂ（ｉ）｜、チャンネルｉにおけるフィルタ１０−１および１０−２の特性変化量の絶対値｜ａ’（ｉ）＋ｂ’（ｉ）−ａ（ｉ）−ｂ（ｉ）｜のいずれかであるから、チャンネル番号ｉを変数として
【００９４】
【数６】
2005049458.tif 000008
【００９５】
を求める。βは、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化の全ての過程、全てのチャンネルにおける等化特性変化の最大値である。
【００９６】
（Ｓ０６）次に、Ｓ０５により求められたαと、Ｓ０３により求められたβより、
【００９７】
【数７】
2005049458.tif 000009
【００９８】
となる自然数ｎを算出する。利得等化器の等化特性変化の過程のいずれにおいても、変動許容量内でフィルタを変化させるためには、ｎはβ／αを超える自然数であればよいが、ｎが小さいほど、変化に要するステップおよび時間が少なくなるので、自然数ｎとして、β／αを超える最小の自然数を選択してもよい。
【００９９】
上記により得られた自然数ｎにより、利得等化器の等化特性変化を、特性変化量によりｎ分割して（ｎ−１）段階のステップを作成し、ｊ段階目の等化特性をｆ（ｉ，ｊ）とする（ｊ＝１〜ｎ−１）。これにより、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化は、ｆ（ｉ）、  ｆ（ｉ，１）、  ．．．、ｆ（ｉ，ｊ）、  ．．．、ｆ（ｉ，ｎ−１）、ｆ’（ｉ）のｎ段階の変化となる。
【０１００】
次に、ｊ段階目の等化特性をｆ（ｉ，ｊ）が、フィルタ１０−１およびフィルタ１０−２のフィルタ特性ａ（ｉ，ｊ）、ｂ（ｉ，ｊ）により、
【０１０１】
【数８】
2005049458.tif 000010
【０１０２】
となるような、ａ（ｉ，ｊ）、ｂ（ｉ，ｊ）を求める。
【０１０３】
ここで、ｆ（ｉ）とｆ’（ｉ）の特性を、特性変化量によりｎ分割しているので、フィルタ１０−１および１０−２の特性変化もｎ分割される。したがって、ｊ段階目の特性ｆ（ｉ，ｊ）より（ｊ＋１）段階目の特性ｆ（ｉ，ｊ＋１）に変化する際の、全ての過程、全てのチャンネルにおける等化特性変化の最大値は、（６）式よりβ／ｎとなる。（７）式より、
【０１０４】
【数９】
2005049458.tif 000011
【０１０５】
となるから、利得等化器３Ａの等化特性をｆ（ｉ，ｊ）よりｆ（ｉ，ｊ＋１）に変化する際の、全ての過程、全てのチャンネルにおける等化特性変化は、変動許容値の最小値αより小さくなる。以上がステップＳ０６である。
【０１０６】
（Ｓ０７）次に、上記の等化特性を１段階分ずつ変化させる。すなわち、利得等化器の等化特性をｆ（ｉ，ｊ）よりｆ（ｉ，ｊ＋１）へ変化させるために、フィルタ１０−１および１０−２の特性をａ（ｉ，ｊ）よりａ（ｉ，ｊ＋１）、ｂ（ｉ，ｊ）よりｂ（ｉ，ｊ＋１）へ変化させる。
【０１０７】
フィルタ１０−１および１０−２として、図２に示されるマッハツェンダ干渉計によるフーリエ合成フィルタを用いる場合、電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆに入力される電力値を変化させることにより、特性を変化させる。
【０１０８】
また、（９）式より、最大特性変動量は、最小許容変動量より小さいので、フィルタ１０−１と１０−２の特性変化の順序は、いずれが先となってもよい。
【０１０９】
（Ｓ０８）次に、利得等化器３Ａの等化特性をｆ（ｉ，ｊ）よりｆ（ｉ，ｊ＋１）へ変化させることによる、利得等化器３Ａの出力光強度の変化を補償する。フィルタ１０−１および１０−２に用いられる周期フィルタは、一部の領域で特性を変化させた場合でも、全領域での挿入損失が一様に変動するため、変動許容量内ではあるが、運用中チャンネルの信号光強度が変化する。
【０１１０】
利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償する第１の方法として、スペクトラム・アナライザ５Ａによりモニタされる信号光スペクトルに基づき、可変光減衰器４Ａを制御する方法がある。
【０１１１】
特に、運用中チャンネルの信号光強度をスペクトラム・アナライザによりモニタし、可変光減衰器４Ａの減衰量を制御することにより、運用中チャンネルの信号光強度が補償され、信号光強度の許容変動量を満たしながら、利得等化器３Ａの等化特性を変化させられる。
【０１１２】
また、利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償する第２の方法として、パワーメータ８Ａによりモニタモニタされる信号光強度に基づき、可変光減衰器４Ａを制御する方法がある。
【０１１３】
光増幅部２Ｂに入力される光の強度が変動すると、光増幅部２Ｂの利得特性が変動し、信号光波長間の強度偏差が生じるので、ＷＤＭ信号光の各波長の信号光強度を目的の強度に制御するためには、光増幅部２Ｂに入力される光の強度を一定に保つことが望ましい。
【０１１４】
パワーメータ８Ａによりモニタされる、光増幅部２Ｂへの入力光強度に基づき、可変光減衰器４Ａの減衰量を制御することにより、光増幅部２Ｂへの入力光強度は一定に保たれ、同時に、利得等化器３Ａの等化特性変化による光増幅部２Ｂの出力光強度、すなわち、利得補償器１Ａの出力光強度の変動も補償される。
【０１１５】
また、利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償するために、パワーメータ８Ａおよびスペクトラム・アナライザ５Ａの双方よりモニタされる情報に基づき、可変光減衰器の減衰量を制御してもよく、また、光増幅部２Ａおよび２Ｂの制御を組み合わせても良い。
【０１１６】
以上のステップＳ０８の動作により、利得等化器３Ａの等化特性をｆ（ｉ，ｊ）よりｆ（ｉ，ｊ＋１）へ変化させたことによる、出力信号光の強度変化が補償される。
【０１１７】
Ｓ０７およびＳ０８をｎ回繰り返すことにより、利得等化器３Ａの等化特性ｆ（ｉ）は、ｆ’（ｉ）へと変化し、この変化の過程で、各信号光波長の許容特性変動量を超えることはない。
【０１１８】
以上が、本発明の第１の実施例による、利得等化器および利得等化器の出力調整手段の制御方法である。
【０１１９】
第１の実施例によれば、利得等化器の特性変化を複数段階に分割して実行し、分割した各段階の利得等化器の等化特性変化では、各段階の等化特性の変化前後だけでなく、利得等化器を構成するフィルタの特性変化のいずれの過程においても、利得等化器の等化特性は許容変動量内に収まるので、運用チャンネルの信号光による通信に影響を与えることなく、利得等化器の特性を変化させることができる。
【０１２０】
また、利得等化器３Ａを構成するフィルタ１０−１および１０−２によるフィルタ特性変化の最大値を見積もることにより、フィルタ１０−１および１０−２を、任意の順番、任意のタイミングで変化させても、利得等化器の等化特性変動を許容変動量内に収めることができる。
【０１２１】
次に、第２の実施例を、図４、図６、および図７を参照し説明する。
【０１２２】
第２の実施例による、利得等化器および利得等化器の出力調整手段の制御方法は、利得等化器を構成するフィルタが３つ以上である場合でも、変化の順番を定めることにより、計算量を抑えながら、利得等化器の変化過程における等化特性の変動量を変動許容量内に収める制御方法である。
【０１２３】
図６および図７は、第２の実施例による、利得等化器の制御方法のフローを示した図である。第２の実施例では、図４の利得等化器３Ａの特性ｆ（ｉ）が、ｐ個のフィルタ１０−１〜１０−ｐの特性ｃ（ｋ，ｉ）により定められる（ただし、フィルタ番号ｋは１以上ｐ以下の自然数である）。ここで、ｃ（ｋ，ｉ）のフィルタ特性を持つフィルタ１０−ｋは、利得等化器３Ａの特性を変化させる際に、ｋ番目に特性を変化させるフィルタとする。フィルタの特性変化の順番については、ステップＳ２３において説明する。段落書き出しの（Ｓ．．）と記された括弧書きの英数字は、図６および図７のフローチャートに同一符号が付されたステップに対応する。
【０１２４】
（Ｓ２１）まず、伝送路の損失特性の変化や、信号光波長の増設等により、利得補償器１Ａの出力特性を変化させるように外部より要求される。外部より要求される等化特性は、通常、チャンネル単位であり、利得等化器３Ａの等化特性を、ｆ（ｉ）（ｄＢ）よりｆ’（ｉ）（ｄＢ）へと変化させる要求である。ここで、ｉは信号光のチャンネル番号である。
【０１２５】
（Ｓ２５）利得等化器３Ａの等化特性の変動許容量は、信号光波長ごとに定められ、信号光の運用状態により異なる。制御部６Ａは、外部機器より運用中の信号チャンネルのチャンネル番号を取得する。運用中の信号チャンネルのチャンネル番号は、例えば、監視制御信号光により端局および中継局で伝達される情報より得られる。
【０１２６】
（Ｓ２６）ステップＳ２５により各信号チャンネルの運用状態が求まると、各信号チャンネルの波長と運用状態から、各チャンネルの変動許容値ｅ（ｉ）が求まるので、第１の実施例と同様に、ｅ（ｉ）の最小値
【０１２７】
【数１０】
2005049458.tif 000012
【０１２８】
を、チャンネル番号ｉを変数に探索する。
【０１２９】
（Ｓ２２）一方、ステップＳ２１時点の利得等化器の等化特性ｆ（ｉ）は、フィルタ１０−１〜１０−ｐの特性により、
【０１３０】
【数１１】
2005049458.tif 000013
【０１３１】
と表される。制御部６Ａは、外部より要求された新たな等化特性ｆ’（ｉ）を、フィルタ１０−１〜１０−ｐの特性により、
【０１３２】
【数１２】
2005049458.tif 000014
【０１３３】
となるようなｃ’（ｋ，ｉ）を求める。
【０１３４】
すなわち、利得等化器３Ａの等化特性ｆ（ｉ）を、外部からの要求によりｆ’（ｉ）に変化させるために、フィルタ１０−１〜１０−ｐの特性は、ｃ（ｋ，ｉ）よりｃ’（ｋ，ｉ）に変化する。
【０１３５】
（Ｓ２３）第１の実施例では、特性が変化するフィルタが２つであったため、２つのフィルタの特性変化による、利得等化器の特性変化の最大値を見積もり、変化のステップを算出した。
【０１３６】
第２の実施例では、特性を変化させるフィルタの順番を予め定め、定められた順番でフィルタ特性を変化させたときの、利得等化器の特性変化の最大値を見積もり、変化のステップを算出する。
【０１３７】
第２の実施例において、利得等化器３Ａの特性を変化させる際に、ｋ番目に特性を変化させるフィルタをフィルタ１０−ｋとする。すなわち、利得等化器３Ａの特性を変化させる際は、最初にフィルタ１０−１の特性が変化し、最後にフィルタ１０−ｐの特性が変化する。
【０１３８】
ここで、利得等化器を構成するフィルタ１０−１〜１０−ｐを、１０−１より変化させる場合の中間状態
【０１３９】
【数１３】
2005049458.tif 000015
【０１４０】
を考える（ただし、（１３）式のｋは１以上（ｐ−１）以下の自然数）。ｄ（ｋ，ｉ）は、フィルタ１０−１より１０−ｋまでの特性を変化させ、フィルタ１０−（ｋ＋１）より１０−ｐまでの特性が変化していない状態での、利得等化器３Ａの等化特性である。ｆ（ｉ）は全てのフィルタが変化していない状態の利得等化器３Ａの等化特性、ｆ’（ｉ）は全てのフィルタが変化した状態の利得等化器３Ａの等化特性であるから、ｆ（ｉ）＝ｄ（０，ｉ）、ｆ’（ｉ）＝ｄ（ｐ，ｉ）である。
【０１４１】
利得等化器３Ａの等化特性を、フィルタ１０−１より順番に変化させ、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）に変化させる場合、変化過程における等化特性の変動量は、ｄ（ｋ，ｉ）の特性の変動量を調べればよい。
【０１４２】
特定のチャンネルｉについての、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化の全ての過程における等化特性変動量の最大値、すなわち、各フィルタ番号ｋにおけるｄ（ｋ，ｉ）よりｄ（ｋ＋１，ｉ）への等化特性変動量の最大値
【０１４３】
【数１４】
2005049458.tif 000016
【０１４４】
をフィルタ番号ｋについて探索し求める。以上がステップＳ２３である。
【０１４５】
（Ｓ２４）次に、ステップＳ２３で求めた特定のチャンネルｉに関する利得等化器３Ａの等化特性変動量の最大値より、全てのチャンネルについての利得等化器３Ａの等化特性変動量の最大値
【０１４６】
【数１５】
2005049458.tif 000017
【０１４７】
をチャンネル番号ｉについて探索し、求める。
【０１４８】
これにより、全てのチャンネルｉについての、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化の全ての過程における変動量の最大値がγとして求められる。
【０１４９】
（Ｓ２７）Ｓ２６により求められたαと、Ｓ２４により求められたγより、
【０１５０】
【数１６】
2005049458.tif 000018
【０１５１】
となる自然数ｎ’を算出する。利得等化器の等化特性変化の過程のいずれにおいても、変動許容量内でフィルタを変化させるためには、ｎ’はγ／αを超える自然数であればよいが、ｎ’が小さいほど、変化に要するステップおよび時間が少なくなるので、自然数ｎ’として、γ／αを超える最小の自然数を選択してもよい。
【０１５２】
上記により得られた自然数ｎ’により、利得等化器の等化特性変化を、特性変化量によりｎ’分割して（ｎ’−１）段階のステップを作成し、ｊ段階目の等化特性をｆ（ｉ，ｊ）とする（ｊ＝１〜ｎ’−１）。これにより、ｆ（ｉ）よりｆ’（ｉ）の等化特性変化は、ｆ（ｉ）、  ｆ（ｉ，１）、  ．．．、ｆ（ｉ，ｊ）、  ．．．、ｆ（ｉ，ｎ’−１）、ｆ’（ｉ）のｎ’段階の変化となる。
【０１５３】
次に、ｊ段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）が、フィルタ１０−１〜１０−ｐのフィルタ特性により、
【０１５４】
【数１７】
2005049458.tif 000019
【０１５５】
となるような、ｋ番目のフィルタのｊ段階目のフィルタ特性ｃ’（ｋ，ｉ，ｊ）を求める。以上がステップＳ２７である。
【０１５６】
ここで、利得等化器３Ａの等化特性を、ｊ段階目の等化特性であるｆ（ｉ，ｊ）より（ｊ＋１）段階目の等化特性であるｆ（ｉ，ｊ＋１）に変化させる過程での、フィルタ１０−１〜１０−ｐを、１０−１より変化させる場合の中間状態
【０１５７】
【数１８】
2005049458.tif 000020
【０１５８】
を考える（ただし、（１８）式のｋは１以上（ｐ−１）以下の自然数）。
【０１５９】
ｄ’（ｋ，ｉ，ｊ）は、ｊ段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）より、フィルタ１０−１より１０−ｋまでの特性を変化させ、フィルタ１０−（ｋ＋１）より１０−ｐまでの特性を変化させていない状態での、利得等化器３Ａの等化特性である。
【０１６０】
ｆ（ｉ，ｊ）はｊ段階目の変化において、全てのフィルタが変化していない状態の利得等化器３Ａの等化特性、ｆ（ｉ，ｊ＋１）はｊ段階目の変化において、全てのフィルタが変化した状態の利得等化器３Ａの等化特性であるから、
【０１６１】
【数１９】
2005049458.tif 000021
【０１６２】
【数２０】
2005049458.tif 000022
【０１６３】
となる。
【０１６４】
フィルタ１０−１〜１０−ｐを変化させ、利得等化器３Ａの特性を、ｊ段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）より（ｊ＋１）段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ＋１）へと変化させる際の、等化特性変化の最大変化量は、
【０１６５】
【数２１】
2005049458.tif 000023
【０１６６】
を、フィルタ番号ｋおよびチャンネル番号ｉについて探索することにより求まる。
【０１６７】
ｊ段階目の利得等化器の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）は、ｆ（ｉ）とｆ’（ｉ）の特性を、特性変化量によりｎ’分割しているので、ｊ段階目におけるフィルタ１０−１〜１０−ｐの特性変化もｎ’分割される。したがって、ｊ段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）より（ｊ＋１）段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ＋１）へと、フィルタを変化させる際の、等化特性の最大変化量γｊは、γ／ｎ’以下となるが、（１６）式とあわせて
【０１６８】
【数２２】
2005049458.tif 000024
【０１６９】
となり、許容変動量の最小値αよりも小さくなる。
【０１７０】
したがって、ｊ段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ）より（ｊ＋１）段階目の等化特性ｆ（ｉ，ｊ＋１）へと、フィルタを変化させる際のいずれの過程においても、利得等化器３Ａの等化特性変動量は、許容変動量の最小値αを超えることはない。
【０１７１】
以下、ステップＳ２８からＳ３１までの繰り返し動作により、利得等化器３Ａの等化特性を変化させ、等化特性の変化に伴う信号光強度の変動を補償する。まず、ｋを１に、ｊを０として、ステップＳ２８の動作に進む。
【０１７２】
（Ｓ２８）利得等化器を構成するフィルタのうち、ｋ番目のフィルタの特性をｃ’（ｋ，ｉ，ｊ）より、ｃ’（ｋ，ｉ，ｊ＋１）に変化させる。これにより、フィルタの特性は、ｄ’（ｋ−１，ｉ，ｊ）よりｄ’（ｋ，ｉ，ｊ）へと変化する。
【０１７３】
フィルタ１０−１〜１０−ｐとして、図２に示されるマッハツェンダ干渉計によるフーリエ合成フィルタを用いる場合、電流入力端子２４Ａ〜２４Ｆに入力される電力値を変化させることにより、特性を変化させる。
【０１７４】
（Ｓ２９）ステップＳ２８の動作後、ｋがｐに等しくない場合、すなわち、等化特性の変化が、ｊ段階目の中途である場合、フィルタ１０−（ｋ＋１）の特性を変化させるために、変化させるフィルタ番号ｋを１増加させ、ステップＳ２８へと戻る。
【０１７５】
ステップＳ２８の動作後、ｋがｐに等しい場合は、利得等化器３Ａの等化特性は、ｄ’（ｐ，ｉ，ｊ）、すなわちｆ（ｉ，ｊ＋１）となり、ｊ段階目の等化特性変化が終了したことになるので、ステップＳ３０に進む。
【０１７６】
（Ｓ３０）次に、ｊ段階目の等化特性変化による利得等化器３Ａの出力光強度の変化を補償する。
【０１７７】
フィルタ１０−１〜１０−ｐに用いられる周期フィルタは、一部の領域で特性を変化させた場合でも、全領域での挿入損失が一様に変動するため、変動許容量内ではあるが、運用中チャンネルの信号光強度が変化する。
【０１７８】
第１の実施例と同様に、利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償する第１の方法として、スペクトラム・アナライザ５Ａによりモニタされる信号光スペクトルに基づき、可変光減衰器４Ａを制御する方法がある。
【０１７９】
特に、運用中チャンネルの信号光強度をスペクトラム・アナライザによりモニタし、可変光減衰器４Ａの減衰量を制御することにより、運用中チャンネルの信号光強度が補償され、信号光強度の許容変動量を満たしながら、利得等化器３Ａの等化特性を変化させられる。
【０１８０】
また、利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償する第２の方法として、パワーメータ８Ａによりモニタされる信号光強度に基づき、可変光減衰器４Ａを制御する方法がある。
【０１８１】
光増幅部２Ｂに入力される光の強度が変動すると、光増幅部２Ｂの利得特性が変動し、信号光波長間の強度偏差が生じるので、ＷＤＭ信号光の各波長の信号光強度を目的の強度に制御するためには、光増幅部２Ｂに入力される光の強度を一定に保つことが望ましい。
【０１８２】
パワーメータ８Ａによりモニタされる、光増幅部２Ｂへの入力光強度に基づき、可変光減衰器４Ａの減衰量を制御することにより、光増幅部２Ｂへの入力光強度は一定に保たれ、同時に、利得等化器３Ａの等化特性変化による光増幅部２Ｂの出力光強度、すなわち、利得補償器１Ａの出力光強度の変動も補償される。
【０１８３】
また、利得等化器３Ａの等化特性変化による出力信号光強度変化を補償するために、パワーメータ８Ａおよびスペクトラム・アナライザ５Ａの双方よりモニタされる情報に基づき、可変光減衰器の減衰量を制御してもよく、また、光増幅部２Ａおよび２Ｂの制御を組み合わせても良い。
【０１８４】
以上のステップＳ３０の動作により、ｊ段階目の等化特性変化による利得等化器３Ａの出力信号光の強度変化が補償される。
【０１８５】
（Ｓ３１）ｋはｐに等しい（Ｓ２９）状態にあるので、ステップＳ２８により、利得等化器の等化特性はｆ（ｉ，ｊ＋１）となっている。
【０１８６】
ｊがｎ’−１に等しくない場合、ｊ＋１段階目の等化特性変化を行うために、変化させるフィルタ番号ｋを１とし、ｊを１増加させ、ステップＳ２８へと戻る。
【０１８７】
ｊがｎ’−１に等しい場合、利得等化器３Ａの等化特性は、ｆ（ｉ，ｎ’）、すなわちｆ’（ｉ）となり、外部より要求された等化特性へと変化したので、特性変化の動作を終了する。
【０１８８】
第２の実施例によれば、利得等化器の特性変化を複数段階に分割して実行し、分割した各段階で変化させるフィルタの順番を予め定めることにより、各段階の利得等化器の等化特性の変化前後だけでなく、利得等化器を構成するフィルタの特性変化のいずれの過程においても、利得等化器の等化特性は許容変動量内に収まるので、運用チャンネルの信号光による通信に影響を与えることなく、利得等化器の特性を変化させることができる。
【０１８９】
また、利得等化器を構成するフィルタの数が増加した場合、利得等化器の特性の変化過程における特性変動量は、フィルタの変化順序により異なるので、計算量が急激に増加する。
【０１９０】
本発明の第２の実施例によれば、利得等化器を構成するフィルタの変化順序を予め定め、変化の最大値を見積もることにより、利得等化器を構成するフィルタの数が増加した場合でも、計算量を抑えながら、利得等化器を構成するフィルタの特性変化のいずれの過程においても、利得等化器の等化特性変動を許容変動量内に収めることができる。
【０１９１】
上記第１および第２の実施例における利得等化器は、マッハツェンダ干渉計を用いたフィルタにより構成されていたが、フーリエ合成フィルタとして、エタロンを用いたフィルタを用いても良い。
【０１９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、利得等化器の変化前後の等化特性だけでなく、変化過程の等化特性も考慮して、利得等化器の等化特性を変化させるので、フィルタ変化過程においても、利得等化器の等化特性が変動許容量に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】利得等化器の等化特性変化過程の等化特性を示す図
【図２】マッハツェンダ干渉計による周期フィルタの構成を示す図
【図３】マッハツェンダ干渉計による周期フィルタの特性を示す図
【図４】本発明による利得補償器を示す図
【図５】本発明による２つの周期フィルタを制御する方法のフローチャート
【図６】本発明による複数の周期フィルタを制御する方法のフローチャート
【図７】本発明による複数の周期フィルタを制御する方法のフローチャート
【図８】ＦＳＲの異なる３種の周期フィルタと、これを組み合わせたフィルタの特性を示す図
【図９】周期フィルタを組み合わせたときのフィルタ特性を示す図
【図１０】光伝送システムにおける利得等化器の動作を示す図
【図１１】利得等化器による光強度の偏差補償を示す図
【符号の説明】
１Ａ    可変利得補償器
２Ａ〜２Ｂ    光増幅部
３Ａ    利得等化器
４Ａ    可変光減衰器
５Ａ    スペクトラム・アナライザ
６Ａ    制御部
７Ａ    光カプラ
１０−１〜１０−ｐ    光フィルタ
２０Ａ    基板
２１Ａ〜２１Ｂ    光導波路
２２Ａ〜２２Ｄ    方向性結合器
２３Ａ〜２３Ｆ    ヒータ
２４Ａ〜２４Ｆ    電流入力端子
２５Ａ〜２５Ｃ    マッハツェンダ干渉計
３０Ａ〜３０Ｂ    送信端局
３１Ａ〜３１Ｍ    光増幅器
３２Ａ〜３２Ｌ    伝送路
Ｓ０１〜Ｓ３１    フローチャートのステップ
Ｔ１〜Ｔ８    利得等化器の波長特性
Ｒ１    利得等化器の波長特性の最大変化領域
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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