(57)【要約】【課題】  測定可能な信号光の伝送路損失の範囲を拡大する。【解決手段】  本発明の光増幅装置は、ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する装置であり、ラマン増幅媒体にポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、ラマン増幅媒体に対するポンプ光の入力パワーを検出する第１検出手段と、ラマン増幅媒体に対するポンプ光の出力パワーを検出する第２検出手段と、ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、ラマン増幅媒体におけるポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出手段と、ラマン増幅媒体におけるポンプ光の伝送路損失に対して、信号光の波長及びポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、ラマン増幅媒体における信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出手段とを備える。【選択図】図１
2012022260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、前記ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する光増幅装置であって、
前記ラマン増幅媒体に前記ポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の入力パワーを検出する第１検出手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力パワーを検出する第２検出手段と、
前記ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出手段と、
前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長及び前記ポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出手段と
を備えることを特徴とする光増幅装置。
【請求項２】
前記ポンプ光供給手段は、前記ポンプ光の駆動電流を変調することで、前記ラマン増幅媒体に供給される前記ポンプ光に前記入力パワーを示す情報を重畳し、
前記信号光損失算出手段は、前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力側において、前記信号光の伝送路損失を算出することを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
【請求項３】
前記ラマン増幅媒体からの前記ポンプ光の反射パワーを検出する第３検出手段と、
前記ポンプ光の入力パワー及び反射パワーを比較することで前記ラマン増幅媒体における前記信号光の入力断を判断する入力断検出手段とを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光増幅装置。
【請求項４】
前記ポンプ光供給手段が供給する前記ポンプ光のパワーを調整することで、前記信号光の増幅利得を制御する利得制御手段を更に備え、
前記利得制御手段は、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失が閾値を下回る場合、前記増幅利得を一定値に設定し、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失が閾値以上となる場合、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失の増加量に応じて、前記増幅利得の目標値を増加させることを特徴とする請求項１乃至３に記載の光増幅装置。
【請求項５】
前記ラマン増幅媒体内を伝搬する光の波長と、該光に対する伝送路損失との関係を示す損失波長特性を取得する特性取得手段を更に備え、
前記ポンプ光供給手段は、ポンプ光帯域に含まれる相異なる波長を有する複数の前記ポンプ光を前記ラマン増幅媒体に供給し、
前記ポンプ光損失算出手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失を測定し、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々の前記ラマン増幅媒体における伝送路損失に基づいて、前記ラマン増幅媒体の損失波長特性を推測することを特徴とする請求項１乃至４に記載の光増幅装置。
【請求項６】
複数通りの前記ラマン増幅媒体の波長特性を示す損失波長特性データを参照する参照手段を更に備え、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失及び前記ポンプ光の波長を、前記損失波長特性データに含まれるデータと照合することで、前記ラマン増幅媒体を同定することを特徴とする請求項５に記載の光増幅装置。
【請求項７】
前記信号光損失算出手段は、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長、前記ポンプ光の波長、及び前記ラマン増幅媒体の損失波長特性に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の光増幅装置。
【請求項８】
ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、前記ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する光増幅装置における伝送路損失測定方法であって、
前記ラマン増幅媒体に前記ポンプ光を供給するポンプ光供給工程と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の入力パワーを検出する第１検出工程と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力パワーを検出する第２検出工程と、
前記ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出工程と、
前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長及び前記ポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出工程と
を備えることを特徴とする伝送路損失測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムのノード間に設けられ、ラマン増幅により信号光の増幅を行う光増幅装置の技術分野に関し、特にノード間での信号損失である伝送路損失の測定を可能とする光増幅装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信トラフィック増加を背景として、光通信システムの需要が高まっている。この種の装置では、伝送路ごとに波長多重用光増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier)を備え、伝送路を伝搬する信号光の増幅を行っており、大容量且つ長距離伝送を実現する光増幅中継システムが主流である。
【０００３】
光増幅中継システムにおいて、伝送路長が長いなどの要因により伝送路損失が大きい条件では、ＥＤＦＡへの信号光の入力パワーが低減するため、信号光パワーと雑音光パワーの比であるＳ／Ｎの劣化に伴い、伝送特性が劣化する可能性がある。以下の先行技術文献では、かかる伝送特性の劣化に鑑み、伝送路にポンプ光を注入し、誘導ラマン散乱の効果を用いた増幅作用を利用する分布ラマン増幅技術について記載されている。光増幅器への入力レベルが増加することでＳ／Ｎが増加し、伝送特性が改善され、伝送可能なスパン数及び距離が増えることになり、分布ラマン増幅技術は有効な手段として既に実用化に至っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３９８１３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伝送路における伝送路損失をラマン増幅により補償する場合、信号光の伝送路内での伝送路損失が精確に測定されることが求められる。しかしながら、上述したようにＳ／Ｎに劣化が生じるほど伝送路が長距離にわたる場合などでは、伝送路からの信号光の出力パワーを適切に測定出来ず、伝送路損失が測定出来ないとの技術的な問題がある。この場合、信号光の確実な伝送を可能とするために必要なラマン増幅による増幅効果を決定することが出来ず、適切な増幅を行えない可能性がある。
【０００６】
先行技術文献には、信号光とは異なる監視光を伝送路内に供給し、該監視光を用いた伝送路損失の測定を行う構成が記載されている。しかしながら、かかる構成を実現するためには、長距離の伝送路における伝送路損失に対応した高出力の監視光源を用意する必要があり、装置構成上負荷を生じることになる。また、監視光が伝送路の後段のパワーモニタに混入することで、信号光のパワー検出精度が悪化するとの技術的な問題の要因となる場合がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑み為されたものであり、伝送路が長距離にわたる場合など、伝送路損失が比較的大きい状況においても、信号光の伝送路損失を高精度に測定可能とする光増幅装置及び伝送路損失測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、開示の光増幅装置は、ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する装置であり、ポンプ光供給手段と、第１検出手段と、第２検出手段と、ポンプ光損失算出手段と、信号光損失算出手段とを備える。
【０００９】
ラマン増幅媒体は、信号光の伝送路中に設けられる、充分な長さを有する媒体（例えば、光ファイバ）である。
【００１０】
ポンプ光供給手段は、例えば光ダイオード（Laser Diode:ＬＤ）など、所定の波長の光を、供給される電力などに応じたパワーで出力可能な構成である。ポンプ光供給手段は、ラマン増幅媒体の信号光出力側に設けられ、例えばラマン増幅媒体を伝搬する信号光に逆行する方向でラマン増幅媒体中を伝搬する。
【００１１】
第１検出手段は、ポンプ光供給手段とラマン増幅媒体との間に設けられ、ポンプ光供給手段より出力されるポンプ光の一部の入射を受けて、ラマン増幅媒体に入力されるポンプ光のパワーである入力パワーの検出を行う。このため、第１検出手段は、例えば光電効果によって入射される光のパワーを検出可能なフォトディテクタなどの装置であってよい。
【００１２】
第２検出手段は、ラマン増幅媒体を伝搬したポンプ光の入射を受けて、ラマン増幅媒体より出力されるポンプ光のパワーである出力パワーの検出を行う。このため、第２検出手段は、ポンプ光供給手段からラマン増幅媒体に供給されるポンプ光の出力側（つまり、ラマン増幅媒体における信号光の入力側）に設けられる第１検出手段と同様のフォトディテクタなどであってよい。
【００１３】
ポンプ光損失算出手段は、第１検出手段において検出されるポンプ光の入力パワーと、第２検出手段において検出されるポンプ光の出力パワーとを比較することで、ラマン増幅媒体におけるポンプ光の伝送路損失を算出する。
【００１４】
信号光損失算出手段は、ポンプ光損失算出手段により算出されるポンプ光の伝送路損失に対して補正を行うことで、ラマン増幅媒体における信号光の伝送路損失の算出を行う。例えば、信号光損失算出手段は、ラマン増幅媒体における伝送路損失の周波数特性、並びにポンプ光の波長及び信号光の波長に基づいて、補正のための係数を算出する。信号光損失算出手段は、このように算出される補正係数をポンプ光の伝送路損失に対して適用することで、ラマン増幅媒体における信号光の伝送路損失を算出する構成であってよい。
【００１５】
開示の伝送路損失測定方法は、上記課題を解決するために、上述した光増幅装置における伝送路損失を測定する方法である。具体的には、開示の伝送路損失測定方法は、光増幅装置が備えるポンプ光供給手段が実施するものと同様の処理を行うポンプ光供給工程と、第１検出手段が実施するものと同様の処理を行う第１検出工程と、第２検出手段が実施するものと同様の処理を行う第２検出工程と、ポンプ光損失算出手段が実施するものと同様の処理を行うポンプ光損失算出工程と、信号光損失算出手段が実施するものと同様の処理を行う信号光損失算出工程とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
開示の光増幅装置の動作によれば、ノード間のラマン増幅媒体に供給されるポンプ光について、ラマン増幅媒体における伝送路損失を測定することで、信号光についての伝送路損失を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光通信システム内のラマン増幅装置の構成を示す図である。
【図２】光通信システムにおけるノード間の伝送路長と信号光パワーの関係を示すグラフである。
【図３】伝送路内を伝搬する光の波長と伝送路損失との関係を示すグラフである。
【図４】ラマン増幅装置内の演算部を構成する機能部を示すブロック図である。
【図５】ポンプ光のスパンロス測定に基づく信号光波長のスパンロス算出動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】伝送路の種別に応じた光の波長と伝送路損失との関係を示すグラフである。
【図７】光伝送路に応じた補正係数の算出動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】光伝送路の種別を判別する同定動作を行うための機能部の構成を示すブロック図である。
【図９】光伝送路に応じた補正係数の算出動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】伝送路内を伝搬する光の波長と伝送路損失との関係を示すグラフである。
【図１１】伝送路損失に応じた光増幅装置の増幅利得の制御方法を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（１）構成例
開示の光増幅装置の実施形態であるラマン増幅装置１の構成について図１を参照しながら説明する。図１には、光ファイバを用いた光通信システム内に設けられるラマン増幅装置１の構造が模式的に示されている。
【００２０】
ラマン増幅装置１は、ノード間に設けられる光伝送路３０ａ及び３０ｂの一端に対して光コネクタを介して接続される光装置１０と、他端に対して光コネクタを介して接続される光装置２０とを備える。
【００２１】
尚、ラマン増幅装置１では、図１に示されるように、双方向に伝搬する信号光について分布ラマン増幅を実施している。具体的には、図１の左側から光伝送路３０ａを介して右側方向へ伝搬する信号光ＳＬ１と、図１の右側から光伝送路３０ｂを介して右側方向へ伝搬する信号光ＳＬ２との二通りの信号光に対して、分布ラマン増幅を実施する構成である。
【００２２】
各装置の構成について以下に具体的に説明する。
【００２３】
光装置１０は、光装置２０と協働することにより、光伝送路３０ａを伝搬する信号光ＳＬ１に対する分布ラマン増幅を制御するとともに、光伝送路３０ｂを伝搬する信号光ＳＬ２を分布ラマン増幅するためのポンプ光ＰＬ２を供給する。光装置１０は、光モニタ部１１０、復調部１２０、演算部１３０、ポンプ光制御部１４０、ポンプ光源１５０、光モニタ部１６０及びＷＤＭカプラ１７０を備える。
【００２４】
光モニタ部１１０は、信号光ＳＬ１の伝送路上に設けられる分岐カプラ１１１を介して出力される光をＰＤ−Ａ１１２、又はＰＤ−Ｂ１１３で受光することにより、パワーをモニタする構成である。分岐カプラ１１１は、４つのポートを有し、入射する光を分波して出力する構成である。具体的には、分岐カプラ１１１に対して入射する信号光ＳＬ１は、光伝送路３０ａ方向へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ａ１１２に出力される。ＰＤ−Ａ１１２は、受光した信号光ＳＬ１のパワーをモニタし、信号光ＳＬ１の入力パワーＰａ１として演算部１３０に出力する。また、分岐カプラ１１１に対して光伝送路３０ａ側より入射するポンプ光ＰＬ１は、更に光分岐部１１４において分岐され、復調部１２０へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ｂ１１３に出力される。ＰＤ−Ｂ１１３は、受光したポンプ光ＰＬ１のパワーをモニタし、ポンプ光ＰＬ１の出力パワーＰｂ１として演算部１３０に出力する。
【００２５】
復調部１２０は、受光したポンプ光ＰＬ１に施された変調を復調することで、ポンプ光ＰＬ１に重畳される変調データを取得し、演算部１３０へと入力する。尚、変調データとは、後述するように光装置２０内で設定されるポンプ光ＰＬ１の光伝送路３０ａへの入力状態を示すデータであって、例えば、光装置２０におけるＰＤ−Ｃ２６２によりモニタされるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１などである。
【００２６】
演算部１３０は、例えばメモリなどのデータ格納手段と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算手段とを備える。これらの構成などにより、演算部１３０は、ＰＤ−Ｂ１１３において受光されるポンプ光ＰＬ１の出力パワーＰｂ１及び復調部１２０において取得される変調データに含まれるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１の入力を受け、光伝送路３０ａにおけるスパンロスの演算を行う。
【００２７】
ポンプ光制御部１４０は、ポンプ光源１５０が出力するポンプ光ＰＬ２の態様を制御する装置である。例えば、ポンプ光制御部１４０は、ポンプ光源１５０に供給される駆動電流を調節することでポンプ光ＰＬ２の光量の制御を行う。また、ポンプ光制御部１４０は、ＰＤ−Ｃ１６２から入力されるポンプ光ＰＬ２の入力パワーＰｃ２など、ポンプ光ＰＬ２の入力状態を示すデータをポンプ光ＰＬ２に重畳するよう、ポンプ光源１５０に供給される駆動電流を変調制御する。
【００２８】
ポンプ光源１５０は、光伝送路３０ｂを伝搬する信号光ＳＬ２を後方より分布ラマン増幅するためのポンプ光ＰＬ２を光伝送路３０ｂに供給する光源である。ポンプ光源１５０より出力されるポンプ光ＰＬ２は、光モニタ部１６０及びＷＤＭカプラ１７０を介して、光伝送路３０ｂに出力される。
【００２９】
光モニタ部１６０は、ポンプ光ＰＬ２の伝送路上に設けられる分岐カプラ１６１を介して出力される光をＰＤ−Ｃ１６２、又はＰＤ−Ｄ１６３で受光することにより、パワーをモニタする構成である。分岐カプラ１６１は、４つのポートを有し、入射する光を分波して出力する構成である。具体的には、分岐カプラ１６１に対してポンプ光源１５０より入射するポンプ光ＰＬ２は、光伝送路３０ａ方向へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ｃ１６２に出力される。ＰＤ−Ｃ１６２は、受光したポンプ光ＰＬ２のパワーをモニタし、光伝送路３０ｂに対するポンプ光ＰＬ２の入力パワーＰｃ２として演算部１３０に出力する。また、光伝送路３０ｂ方向より反射され、分岐カプラ１６１に入射するポンプ光ＰＬ２は、ＰＤ−Ｄ１６３に出力される。ＰＤ−Ｄ１６３は、受光した反射されたポンプ光ＰＬ２のパワーをモニタし、光伝送路３０ｂに対するポンプ光ＰＬ２の反射パワーＰｄ２として演算部１３０に出力する。
【００３０】
ＷＤＭカプラ１７０は、光伝送路３０ａの光装置２０方向から出力される信号光ＳＬ２については、下流側（つまり、図１左方向）に出力する一方、ポンプ光源１５０からのポンプ光ＰＬ２については光伝送路３０ｂへ出力する。更に、光伝送路３０の光装置２０方向から反射されるポンプ光ＰＬ２については、光モニタ部１６０方向へ出力する。
【００３１】
光装置２０は、光装置１０と協働することにより、光伝送路３０ｂを伝搬する信号光ＳＬ２に対する分布ラマン増幅を制御するとともに、光伝送路３０ａを伝搬する信号光ＳＬ１を分布ラマン増幅するためのポンプ光ＰＬ１を供給する。光装置２０は、光モニタ部２１０、復調部２２０、演算部２３０、ポンプ光制御部２４０、ポンプ光源２５０、光モニタ部２６０及びＷＤＭカプラ２７０を備える。
【００３２】
光モニタ部２１０は、信号光ＳＬ２の伝送路上に設けられる分岐カプラ２１１を介して出力される光をＰＤ−Ａ２１２、又はＰＤ−Ｂ２１３で受光することにより、パワーをモニタする構成である。分岐カプラ２１１は、４つのポートを有し、入射する光を分波して出力する構成である。具体的には、分岐カプラ２１１に対して入射する信号光ＳＬ２は、光伝送路３０ｂ方向へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ａ２１２に出力される。ＰＤ−Ａ２１２は、受光した信号光ＳＬ２のパワーをモニタし、信号光ＳＬ２の入力パワーＰａ２として演算部２３０に出力する。また、分岐カプラ２１１に対して光伝送路３０ｂ側より入射するポンプ光ＰＬ２は、更に光分岐部２１４において分岐され、復調部２２０へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ｂ２１３に出力される。ＰＤ−Ｂ２１３は、受光したポンプ光ＰＬ２のパワーをモニタし、ポンプ光ＰＬ２の出力パワーＰｂ２として演算部２３０に出力する。
【００３３】
復調部２２０は、受光したポンプ光ＰＬ２に施された変調を復調することで、ポンプ光ＰＬ２に重畳される変調データを取得し、演算部２３０へと入力する。尚、変調データとは、光装置１０内で設定されるポンプ光ＰＬ２の光伝送路３０ｂへの入力状態を示すデータであって、例えば、光装置１０におけるＰＤ−Ｃ１６２によりモニタされるポンプ光ＰＬ２の入力パワーＰｃ２などである。
【００３４】
演算部２３０は、例えばメモリなどのデータ格納手段と、ＣＰＵなどの演算手段とを備える。これらの構成などにより、演算部２３０は、ＰＤ−Ｂ２１３において受光されるポンプ光ＰＬ２の出力パワーＰｂ２及び復調部２２０において取得される変調データに含まれるポンプ光ＰＬ２の入力パワーＰｃ２の入力を受け、光伝送路３０ｂにおけるスパンロスの演算を行う。
【００３５】
ポンプ光制御部２４０は、ポンプ光源２５０が出力するポンプ光ＰＬ１の態様を制御する装置である。例えば、ポンプ光制御部２４０は、ポンプ光源２５０に供給される駆動電流を調節することでポンプ光ＰＬ１の光量の制御を行う。また、ポンプ光制御部２４０は、ＰＤ−Ｃ２６２から入力されるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１など、ポンプ光ＰＬ１の入力状態を示すデータをポンプ光ＰＬ１に重畳するよう、ポンプ光源２５０に供給される駆動電流を変調制御する。
【００３６】
ポンプ光源２５０は、光伝送路３０ａを伝搬する信号光ＳＬ１を後方より分布ラマン増幅するためのポンプ光ＰＬ１を光伝送路３０ａに供給する光源である。ポンプ光源２５０より出力されるポンプ光ＰＬ１は、光モニタ部２６０及びＷＤＭカプラ２７０を介して、光伝送路３０ａに出力される。
【００３７】
光モニタ部２６０は、ポンプ光ＰＬ１の光伝送路上に設けられる分岐カプラ２６１を介して出力される光をＰＤ−Ｃ２６２、又はＰＤ−Ｄ２６３で受光することにより、パワーをモニタする構成である。分岐カプラ２６１は、４つのポートを有し、入射する光を分波して出力する構成である。具体的には、分岐カプラ２６１に対してポンプ光源２５０より入射するポンプ光ＰＬ１は、光伝送路３０ａ方向へ出力されると共に、一部がＰＤ−Ｃ２６２に出力される。ＰＤ−Ｃ２６２は、受光したポンプ光ＰＬ１のパワーをモニタし、光伝送路３０ａに対するポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１として演算部２３０に出力する。また、光伝送路３０ａ方向より反射され、分岐カプラ２６１に入射するポンプ光ＰＬ１は、ＰＤ−Ｄ２６３に出力される。ＰＤ−Ｄ２６３は、受光した反射されたポンプ光ＰＬ１のパワーをモニタし、光伝送路３０ａに対するポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１として演算部２３０に出力する。
【００３８】
ＷＤＭカプラ２７０は、光伝送路３０ａの光装置１０方向から出力される信号光ＳＬ１については、下流側（つまり、図１右方向）に出力する一方、ポンプ光源２５０からのポンプ光ＰＬ１については光伝送路３０ａ方向へ出力する。更に、光伝送路３０ａの光装置１０方向において反射されるポンプ光ＰＬ１については、光モニタ部２６０方向へ出力する。
【００３９】
光伝送路３０ａは、光装置１０を介して入射する信号光ＳＬ１を伝搬させ、光装置２０へ入射させる一方、光装置２０より入射されるポンプ光ＰＬ１を伝搬させ、光装置１０へ入射させる。光伝送路３０ａ内を伝搬する信号光ＳＬ１は、ポンプ光ＰＬ１によるラマン増幅を受ける。
【００４０】
光伝送路３０ｂは、光装置２０を介して入射する信号光ＳＬ２を伝搬させ、光装置１０へ入射させる一方、光装置１０より入射されるポンプ光ＰＬ２を伝搬させ、光装置２０へ入射させる。光伝送路３０ｂ内を伝搬する信号光ＳＬ２は、ポンプ光ＰＬ２によるラマン増幅を受ける。
【００４１】
図２を参照して、光装置１０及び光装置２０によるラマン増幅効果について説明する。尚、以下では、説明の便宜のため、信号光ＳＬ１を伝搬するための構成に着目して説明する。特に記載のない限りは、信号光ＳＬ２の伝送のための構成についても同様のものであってよい。
【００４２】
図２は、光伝送路３０ａの長さと、該光伝送路３０ａ中を伝搬する信号光パワー及びラマン増幅による増幅効果を示すグラフである。図２に示されるように、信号光ＳＬ１は、光伝送路３０ａ内の伝搬距離が長くなるにつれて、スパンロスにより信号光パワーが低減していく。光伝送路３０ａは、ノードの設置条件などに応じて、比較的長距離に構成することが求められる場合もあり、長さによっては信号光ＳＬ１のＳ／Ｎなどの光性能を大きく悪化させる。そこで、ラマン増幅装置１では、ポンプ光ＰＬ１を光伝送路３０ａ内に注入することで、分布ラマン増幅を生じさせ、信号光ＳＬ１の信号光パワーの増幅を行っている。
【００４３】
一方で、ラマン増幅による適切な信号光ＳＬ１の信号光パワーの増幅を実施するためには、光伝送路３０ａ内でのスパンロスによる信号光ＳＬ１の信号光パワーの損失がモニタされていることが好ましい。例えば、光装置２０は、信号光ＳＬ１の信号光パワーの損失に応じてラマン増幅による利得を決定することで、より適切な態様で信号光ＳＬ１の信号光パワーの増幅が可能となる。このため、スパンロスが適切に求められることが好ましい。しかしながら、スパンロスによる損失が大きい光伝送路３０ａでは、信号光ＳＬ１の信号光パワーが低減し、出力側の光装置２０などに備えられるＰＤでの暗電流に信号光パワーが埋もれて、スパンロスの測定が出来なくなる場合がある。
【００４４】
開示のラマン増幅装置１においては、上述したように、ポンプ光ＰＬ１を用いて測定される光伝送路３０ａでのスパンロスに対して補正を行うことで、信号光ＳＬ１に係る光伝送路３０ａでのスパンロスを取得可能としている。
【００４５】
図３に、光伝送路内を伝搬する光の波長と、光伝送路の単位長さ当たりのスパンロスとの関係を示す。光伝送路は、単位長さ当たりのスパンロスによる光損失が伝搬する光の波長に応じて大きく変化するという損失波長特性を有する。例えば、図３に示されるように、ポンプ光ＰＬ１の帯域は、信号光ＳＬ１の帯域から離れているため、光伝送路内での単位長さ当たりのスパンロスによる光損失が大きく異なる。
【００４６】
他方で、同一のドーパント材料を含んで成る光伝送路は、損失波長特性が一定であるという性質を有する。光伝送路は、所定の波長分散特性を均一に保つために屈折率が均一となることが求められ、かかる要求に合致した光伝送路が製造されることが好ましい。具体的には、光伝送路は、スパンロスの波長特性の一要因となるガラス母材に対するドーパントの添加度合いが均一となるよう製造されることが好ましい。尚、光伝送路の製造工程において高温での処理が行われることが一般的であり、該処理によって光伝送路中のドーパント材料が光伝送路中に均一に拡散される。これらの根拠に基づいて、上述の性質が成立すると見なすことが出来る。
【００４７】
従って、ポンプ光ＰＬ１帯域における単位長さ当たりのスパンロスをＰとし、信号光ＳＬ１帯域における単位長さ当たりのスパンロスをＳとすると、両者の比Ｓ／Ｐは一定であると見なすことが出来る。このため、ポンプ光ＰＬ１帯域におけるスパンロスをＬｐ１、信号光ＳＬ１帯域におけるスパンロスをＬｓ１とする場合、比Ｓ／Ｐを補正値として、Ｌｐ１に適用することで、Ｌｓ１を算出することが出来る。
【００４８】
図４は、光装置１０の演算部１３０内における、信号光ＳＬ１帯域におけるスパンロスＬｓ１の算出を行う機能部の構成を示すブロック図である。演算部１３０は、加算器１３１と、補正部１３２とを備える。
【００４９】
加算器１３１は、光装置１０の復調部１２０において取得されるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１と、光装置１０のＰＤ−Ｂ１１３より入力されるポンプ光ＰＬ１の出力パワーＰｂ１との差分より、ポンプ光ＰＬ１帯域におけるスパンロスＬｐ１（＝Ｐｃ１−Ｐｂ１）を算出する。
【００５０】
補正部１３２は、ポンプ光ＰＬ１帯域におけるスパンロスＬｐ１に対して、光伝送路３０ａのドーパント材料などに基づいて決定される比Ｓ／Ｐを乗算することで、信号光ＳＬ１帯域におけるスパンロスＬｓ１（＝Ｌｐ１＊Ｓ／Ｐ）を算出する。このために、補正部１３２は、メモリ１３３内に格納されるデータを参照することなどにより、光伝送路３０ａにおける損失波長特性に基づく補正係数Ｓ／Ｐの取得を行う。
【００５１】
ラマン増幅装置１による、光伝送路３０ａにおける信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１の取得に係る動作について、以下に詳述する。
【００５２】
（２）基本動作例
ラマン増幅装置１による信号光ＳＬ１に係る光伝送路３０ａでのスパンロスの算出動作例について以下に説明する。図５は、ラマン増幅装置１によるスパンロス取得の流れを示すフローチャートである。尚、該動作によれば、後述するように、光伝送路３０ａ内でのコネクタ外れなどに起因する無信号状態の発生を検出することも可能となる。
【００５３】
スパンロスの取得動作においては、先ず、光装置２０のポンプ光制御部２４０の制御の下、ポンプ光源２５０がポンプ光ＰＬ１を光伝送路３０ａに対して出力する。ポンプ光ＰＬ１の一部は、分岐カプラ２６１によりＰＤ−Ｃ２６２に出力され、入力パワーＰｃ１が測定される（ステップＳ１０１）。尚、一方で、光伝送路３０ａより反射されたポンプ光ＰＬ１が分岐カプラによりＰＤ−Ｄ２６３に出力され、反射パワーＰｄ１が測定される。
【００５４】
光装置２０のポンプ光制御部２４０は、ＰＤ−Ｃ２６２より入力されるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１を示す情報をポンプ光ＰＬ１に重畳するよう、ポンプ光源ＰＬ１の駆動電流を変調する（ステップＳ１０２）。
【００５５】
光装置２０の演算部２３０は、ＰＤ−Ｃ２６２より入力されるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１と、ＰＤ−Ｄ２６３より入力されるポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１との比較を行う（ステップＳ１０３）。該閾値は、例えば、光伝送路３０ａ内での通常のポンプ光ＰＬ１の反射による反射パワーＰｄ１と比較して小さい、光伝送路３０ａ内でのコネクタ外れなどによる空気層からのポンプ光ＰＬ１の反射による反射パワーを検出可能に設定される。つまり、閾値と比較して入力パワーＰｃ１とポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１との差分が高い場合、ＰＤ−Ｄ２６３は、空気層により反射されたポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１をモニタしている状態となる。
【００５６】
ポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１とポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１との差分が閾値以上に高い場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、演算部２３０は、その旨をポンプ光制御部２４０に通知する。ポンプ光制御部２４０は、該通知を受信することで、光伝送路３０ａ内でコネクタ外れなどによる無信号状態が生じていると判断する（ステップＳ１０４）。そこで、ポンプ光制御部２４０は、ポンプ光源２５０によるポンプ光ＰＬ１の停止や、アラームによる報知など、異常時処理を実施して、動作を終了する（ステップＳ１０５）。
【００５７】
他方で、ポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１とポンプ光ＰＬ１の反射パワーＰｄ１との差分が閾値より低い場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、コネクタ外れなどが生じていないため、ポンプ光ＰＬ１は光伝送路３０ａ内を伝搬して光装置１０内に入射する。ポンプ光ＰＬ１の一部は、分岐カプラ１１１によりＰＤ−Ｂ１１３に出力され、出力パワーＰｂ１が測定される（ステップＳ１０６）。また、ポンプ光ＰＬ１の残りは、復調部１２０にて受光され、光装置２０のポンプ光制御部２４０において施された変調が復調されることで、入力パワーＰｃ１が取得される（ステップＳ１０７）。
【００５８】
演算部１３０は、変調部１２０において取得されるポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１と、ＰＤ−Ｂ１１３において測定されたポンプ光ＰＬ１の出力パワーＰｂ１との差分より、光伝送路３０ａにおけるポンプ光ＰＬ１帯域のスパンロスＬｐ１を算出する（ステップＳ１０８）。
【００５９】
次に、演算部１３０は、内部のメモリなどに格納されるデータベースなどを参照し、光伝送路３０ａに応じた補正係数Ｓ／Ｐを決定する（ステップＳ１０９）。演算部１３０は、決定された補正係数Ｓ／Ｐを光伝送路３０ａにおけるポンプ光ＰＬ１帯域のスパンロスＬｐ１に適用することで、信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１を算出する（ステップＳ１１０）。
【００６０】
以上、説明した一連の動作により、光伝送路３０ａにおける信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１が算出される。特に、光伝送路３０ａが長距離にわたり、光伝送路３０ａの出力側で、ポンプ光による増幅を受けていない状態の信号光ＳＬ１が確認出来ない程スパンロスが大きくなる場合であっても、信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１を算出することが可能となる。
【００６１】
具体的には、ポンプ光ＰＬ１のパワーは、信号光ＳＬ１の信号光パワーと比較して大幅に高いため、上述のようにスパンロスが大きい長距離にわたる光伝送路３０ａであっても、スパンロスＬｐ１を測定可能となる。尚、図３に示されるように、ポンプ光帯域における光伝送路３０ａの単位長さ当たりのスパンロスは、信号光帯域における光伝送路３０ａの単位長さ当たりのスパンロスと比較して高いものの、ポンプ光のパワーは、信号光のパワーと比較して更に高いものとなる。このため、信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１を求めることが可能なスパンロス範囲をよりスパンロスが大きい領域まで拡張することが出来る。
【００６２】
近年の光通信システムの長距離化の需要の影響により、光伝送路３０ａは長距離化する傾向にあるため、スパンロスＬｓ１も拡大傾向にある。上述した光増幅装置１を用いることで、拡大するスパンロスＬｓ１を高精度に算出することが可能となり、光伝送路３０ａの長距離化の観点から有益となる。光伝送路３０ａを長距離化することで、光通信システムの中継間隔を長くとって中継局を減らすことが可能となるため、システム全体の構築や維持に要するコストの低減に繋がるとの利点もある。また、長距離にわたって中継局設置出来ないような環境においても、光伝送路３０ａの長距離化により光通信システムを設置可能となるという点で更に有益である。
【００６３】
更に、ラマン増幅装置１は、光装置２０からポンプ光ＰＬ１を供給することで光伝送路３０ａを後方ポンプすることによるラマン増幅を実現しているため、光伝送路３０ａにおける信号光ＳＬ１の入力側でのラマン利得は殆どない。このため、光伝送路３０ａ内で生じた雑音光がポンプ光ＰＬ１の出力パワーＰｂ１を測定するためのＰＤ−Ｂ１１３や、ポンプ光ＰＬ１の入力パワーＰｃ１を測定するためのＰＤ−Ｃ２６２などの受光装置に漏れ込むことを好適に抑制出来る。従って、スパンロス測定のための各受光装置における測定値に対する雑音光の影響を排除可能となり、高精度の測定が可能となる。
【００６４】
ポンプ光ＰＬ１の波長は、増幅利得が波長によって変動することを抑制するために、ポンプ光制御部１４０によって信号光ＳＬ１の波長に応じて固定される。このため、補正係数Ｓ／Ｐに対する信号光ＳＬ１及びポンプ光ＰＬ１の波長の変動が生じることを抑制することが可能となり、補正係数Ｓ／Ｐによる補正精度は精確となる。
【００６５】
このように高精度に求められた信号光ＳＬ１帯域におけるスパンロスＬｓ１の値を、様々な好ましい制御や情報伝達に利用することで、信号光ＳＬ１の伝送性能を向上させることが可能になる。
【００６６】
（３）光伝送路に応じた補正係数の算出動作
光伝送路におけるスパンロスの損失波長特性の変化に応じた補正係数の算出動作を行うための光増幅装置１の変形例について図を参照して説明する。
【００６７】
光伝送路中を伝搬する光の波長に対する光伝送路の単位長さ当たりのスパンロスを示す損失波長特性は、光伝送路内の光の波長分散の値によって変化する。このため、光伝送路の屈折率やコア径を変化させることで、光伝送路内の光の波長分散の態様を変化させて、所望の損失波長特性を実現することが出来る。光伝送路の屈折率は、光伝送路内のコアやクラッドに含まれるドーパント材料に応じて変化する。また、光伝送路のコア径によってシングルモード光ファイバやマルチモード光ファイバなど、用途に応じた様々な光伝送路が用いられる。以下では、このような光伝送路の屈折率やコアの形状の差異などによって損失波長特性の夫々異なる光伝送路について、種別の異なる光伝送路と称して説明する。
【００６８】
図６は、このような光伝送路の種別の差異に応じた損失波長特性の差異を示すグラフの一例であって、シングルモード光ファイバ（点線）及び分散シフト光ファイバ（実線）の損失波長特性を示している。図６に示されるように、シングルモード光ファイバと分散シフト光ファイバでは、内部を伝搬する光の波長に対する光伝送路の単位長さ当たりのスパンロスが異なる。具体的には、一般的にポンプ光の帯域として知られる１４００ｎｍから１５００ｎｍ強の帯域では、分散シフト光ファイバの方が単位長さ当たりのスパンロスが大きい。他方で、一般的に信号光の帯域として知られる１５００ｎｍ強以上の帯域では、シングルモード光ファイバの方が単位長さ当たりのスパンロスが大きい。
【００６９】
このため、シングルモード光ファイバにおけるポンプ光波長の単位長さ当たりのスパンロスをＰ１とすると、分散シフト光ファイバにおけるポンプ光波長の単位長さ当たりのスパンロスはＰ２（＞Ｐ１）となるように、夫々異なる値となる。従って、このように損失波長特性が異なる光伝送路に対して、上述した補正係数Ｓ／Ｐを単に適用するだけでは、適切な信号光波長におけるスパンロスの算出は困難である。
【００７０】
光増幅装置１の変形例は、かかる光伝送路の種別の差異に応じて、適用する補正係数を変更する処理を行う。図７は、光増幅装置１の変形例が備える演算部１３０内における、信号光ＳＬ１帯域におけるスパンロスＬｓ１の算出を行う機能部の構成を示すブロック図である。かかる機能部は、図４に示される機能部の代わりに演算部１３０内に設けられる。
【００７１】
該機能部は、図４に示される構成に更に特性照合部１３４を備える構成となる。また、この変形例におけるメモリ１３２は、内部に光伝送路３０ａの種別に応じた複数通りの損失波長特性についてのデータベースを有している。特性照合部１３４は、演算部１３０に入力されるポンプ光ＰＬ１について、波長λ、及び入力パワーＰｃ１と出力パワーＰｂ１との差分より算出されるスパンロスＬｐ１の入力を受ける。特性照合部１３４は、入力内容に基づいて光伝送路３０ａの種別をメモリ１３４内のデータベースと照合し、該光伝送路３０ａの種別における補正係数Ｓ／Ｐを補正部１３２に入力する。
【００７２】
以上、説明した構成によれば、光伝送路３０ａの種別に応じて、適切な補正係数Ｓ／Ｐを用いた補正を行うことが可能となり、種々の光伝送路３０ａに対しても上述したように信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１の測定可能範囲を拡張することが出来る。
【００７３】
（４）光伝送路の同定動作
光増幅装置１に用いられる光伝送路３０ａの種別を判別する同定動作と、該同定動作を行うための変形例について図を参照して説明する。図８は、かかる光増幅装置１の変形例が備える演算部１３０内の、光伝送路３０ａの種別を判別する同定動作を行うための機能部の構成を示すブロック図である。図９は、光増幅装置１の変形例による、光伝送路に応じた補正係数の算出動作の流れを示すフローチャートである。尚、図９のフローチャートの中で、図５に示されるフローチャートに示されるものと同様の動作については同一の番号を付して説明を省略する。図１０は、複数通りの波長のポンプ光ＰＬ１（つまり、ＰＬ１ａ、ＰＬ１ｂ、ＰＬ１ｃ）と、各波長に対する光伝送路３０ａの単位長さ当たりのスパンロスを示すグラフである。
【００７４】
図８に示されるように、光伝送路の同定動作を行うための光増幅装置１の変形例では、ラマン増幅装置１０の演算部１３０内の機能部は、図４に示される構成に更に特性演算部１３５を備える構成となる。特性演算部１３５は、演算部１３０に入力されるポンプ光ＰＬ１について、波長λ、及び入力パワーＰｃ１と出力パワーＰｂ１との差分より算出されるスパンロスＬｐ１を、複数通りの波長分の入力を受ける。特性演算部１３５は、入力される複数通りのデータに基づき、メモリ１３４内に格納される光伝送路３０ａの種別に応じた損失波長特性についてのデータベースと照合することなどにより、該光伝送路３０ａの種別の同定を行う。
【００７５】
図９を参照して、光伝送路の同定動作について説明する。光伝送路の同定動作を行うための光増幅装置１の変形例では、複数通りの波長λについて測定されたスパンロスＬｐ１に基づき、光伝送路３０ａの同定が可能と判断されるまで繰り返し実行する。具体的には、ポンプ光ＰＬ１を伝送路３０ａに入射する工程（ステップＳ１０１）からポンプ光ＰＬ１のスパンロスＬｐ１を測定する工程（ステップＳ１０８）の各工程を実施した後、補正係数Ｓ／Ｐが算出可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００７６】
取得されたポンプ光ＰＬ１の波長λと、単位長さ当たりのスパンロスＬｐ１との組み合わせが少なく、同定を行うことが出来ない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、演算部１３０は、ポンプ光ＰＬ１の出力を停止させる。その後、ポンプ光制御部１４０に対して、ポンプ光ＰＬ１の波長λを、ポンプ光帯域内の他の波長に変更して再度出力させ、該波長におけるスパンロスＬｐ１の測定を実施させる（ステップＳ２０２）。
【００７７】
演算部１３０は、例えば、図１０のグラフに示されるように、先ずポンプ光帯域内の波長λａのポンプ光ＰＬ１を出力させ、該波長λａにおける単位長さ当たりのスパンロスＰａを算出する。続いて、演算部１３０は、ポンプ光帯域内の波長λｂのポンプ光ＰＬ１を出力させ、該波長λｂにおける単位長さ当たりのスパンロスＰｂを算出する。続いて、演算部１３０は、ポンプ光帯域内の波長λｃのポンプ光ＰＬ１を出力させ、該波長λｃにおける単位長さ当たりのスパンロスＰｃを算出する。取得されたデータが蓄積され、光伝送路３０ａの同定が可能と判断される場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、演算部１３０における特性演算部１３５は、メモリ１３４内のデータベースと照合し、該光伝送路３０ａの同定を行う（ステップＳ２０３）。特性演算部１３５は、例えば、波長λ（λａ、λｂ、λｃなど）毎に得られた複数の単位長さ当たりのスパンロスＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃなど）の比を、データベース内の光伝送路のデータと照合することで、光伝送路３０ａの同定を行う。
【００７８】
同定された光伝送路３０ａにおけるスパンロスの補正係数Ｓ／Ｐの入力を受けて、補正部１３２は、ポンプ光ＰＬ１のスパンロスＬｐ１を補正して、信号光ＳＬ１のスパンロスＬｓ１を算出する。
【００７９】
以上、説明した構成によれば、ポンプ光ＰＬ１を用いたスパンロスＬｐ１の測定を行うことで、光伝送路３０ａの種別を好適に同定することが可能となる。これにより、光伝送路３０ａの種別に応じて、適切な補正係数Ｓ／Ｐを用いた補正を行うことが可能となり、種々の光伝送路３０ａに対しても上述したように信号光ＳＬ１帯域のスパンロスＬｓ１の測定可能範囲を拡張することが出来る。光伝送路３０ａに用いられる光ファイバの種別は限られていることから、比較的簡単に光伝送路３０ａの同定が可能となる。
【００８０】
尚、光伝送路の同定動作を行うための光増幅装置１の変形例では、光伝送路３０ａを同定する代わりに、得られたデータに基づいて演算を行うことで、光伝送路３０ａの損失波長特性を算出する構成であってもよい。図１０などに示されるように、光伝送路３０ａの損失波長特性は、２次又は３次の比較的低次の関数により近似可能な性質である。従って、得られたデータに対して比較的簡単な近似を施すことで、光増幅装置１に用いられる光伝送路３０ａにおける損失波長特性を推測する近似曲線を作成することが可能となる。
【００８１】
作成された近似曲線を用いることで、該光伝送路３０ａにおける補正係数Ｓ／Ｐの算出が可能となる。このように構成する場合、同定を行うことが出来ない未知の光伝送路３０ａに対しても、損失波長特性を推測することが可能となり、補正係数Ｓ／Ｐの算出が行える。このため、信号光ＳＬ１についても、好適なスパンロスの測定が可能となる。
【００８２】
ポンプ光ＰＬ１帯域でのスパンロスの実測値より光伝送路３０ａにおける損失波長特性を推測する近似曲線を作成しているため、例えば光伝送路３０ａが、夫々種別の異なる複数の光伝送路を含んでいる場合でも、近似曲線に基づく補正係数Ｓ／Ｐの算出は有効である。従って、光装置１０及び２０の間に、複数の相異なる種別の光伝送路が混在する場合であっても、近似曲線を用いて信号光ＳＬ１の帯域におけるスパンロスを求めることが可能となる。
【００８３】
（５）分布ラマン増幅利得の制御
光増幅装置１の光装置１０及び２０による信号光ＳＬ１のラマン増幅の増幅利得の制御を行うための光増幅装置１の変形例について説明する。
【００８４】
光伝送路３０ａでは、上述したスパンロスの影響により、信号光ＳＬ１のパワーが低減し、信号光ＳＬ１の伝送特性が劣化する。このため、信号光ＳＬ１のパワーが、光伝送路３０ａの後段に設けられるＥＤＦＡなどの光装置の入力ダイナミックレンジを下回る場合などがあり、適切な信号伝送が行えなくなる場合がある。このような場合に鑑み、光伝送路の前段及び後段に設けられる光装置１０及び２０による信号光ＳＬ１の増幅利得は、信号光ＳＬ１のパワーが、後段のＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジ内となるよう、光伝送路３０ａのスパンロスに応じて設定されることが好ましい。
【００８５】
後段のＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジ内となる信号光ＳＬ１のパワーを確保するために、信号光ＳＬ１の増幅利得を、後段のＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジ内の所定のパワーを一意のターゲットとして設定する、所謂出力一定制御が考えられる。このような制御によれば、スパンロスの大きさに応じて光増幅装置１における増幅利得を変化させることが求められる。
【００８６】
分布ラマン増幅を行うラマン増幅装置では、増幅の対象となる信号光ＳＬ１の波長に応じた利得の特性である利得波長特性を等化するために光フィルタが用いられるが、増幅利得が変化することで、波長偏差が大きく生じ、信号光ＳＬ１の伝送品質が劣化する技術的な問題がある。特に、光伝送路３０ａが複数の光伝送路から成る、多スパン構成の場合、波長偏差の影響が蓄積するため、一部の波長領域で後段ＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジを外れるなど、伝送特性の劣化が生じる。かかる問題を解消するためには、光伝送路３０ａ内のスパン数を制限することや、増幅利得に応じて光フィルタの特性を変更することが考えられるが、装置運用上適しているとは言えない。
【００８７】
また、目標となる出力を決定するために、信号光ＳＬ１の波長数情報の通知を受け、トータルパワーの測定値に対する一波あたりの出力パワーを算出し、該値に基づく出力パワーの制御が求められる。これには、波長数情報の取得や演算などの制御が必要となるため、応答が遅いという技術的な問題もある。
【００８８】
光増幅装置１における信号光ＳＬ１の波長偏差の影響を排除するために、信号光ＳＬ１の増幅利得を一定とすることで、利得波長特性の平坦化を実現する利得一定制御が用いられることが好ましい。スパンロスが大きい場合でも小さい場合でも光増幅装置１の増幅利得が一定に制御されることで、増幅利得の波長偏差を小さく抑制することが可能となる。
【００８９】
しかしながら、かかる利得一定制御では、スパンロスが大きくなるに従って、後段ＥＤＦＡに入射する信号光ＳＬ１の入射パワーが低減し、後段ＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジ下限より小さくなる場合が考えられる。特に、上述のようにポンプ光ＰＬ１のスパンロスＬｐ１に基づいて算出される比較的スパンロスの大きい光伝送路３０ａの場合、このような信号光ＳＬ１の増幅効果の不足による伝送効率の劣化が生じることが考えられる。
また、スパンロスの大きい領域では、波長偏差が最小となる所定の増幅利得より大きい増幅利得で動作することが求められるため、少なからず波長偏差が増加する。この状態でレベル演算による波長偏差の平均処理を行う場合、処理結果に制御誤差が生じるため、波長偏差をより増加させる可能性がある。
【００９０】
そこで、光増幅装置１では、光伝送路３０ａのスパンロスＬｓ１が比較的大きい領域において、信号光ＳＬ１の後段ＥＤＦＡに対する入射パワーが、入力ダイナミックレンジの下限値となるよう出力を一定とする制御が実施されることが好ましい。尚、上述した信号光ＳＬ１の波長数情報の取得による目標増幅利得の算出による処理の遅延が生じないよう、算出されるスパンロスＬｓ１の値に基づいて、増幅利得が変更されることが好ましい。
【００９１】
図１１のグラフを参照して、目標増幅利得の設定に係る処理について説明する。図１１では、上述した従来の出力一定制御（点線部）、利得一定制御（実線部）、及び後段ＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジ下限を目標出力とするスパンロスＬｓ１の値に基づく増幅利得変更制御（実線部）の夫々について、横軸に光伝送路３０ａのスパンロスＬｓ１、縦軸に光増幅装置１の増幅利得が示される。
【００９２】
図１１の例では、後段ＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジの上限を、光増幅装置１に入射される信号光ＳＬ１の入力パワーＰａ１に対して、３０ｄＢのスパンロス及び１０ｄＢの増幅利得を適用した値（つまり、Ｐａ１−３０＋１０＝Ｐａ１−２０［ｄＢ］）としている。他方で、後段ＥＤＦＡの入力ダイナミックレンジの下限を、光増幅装置１に入射される信号光ＳＬ１の入力パワーＰａ１に対して、４０ｄＢのスパンロス及び１０ｄＢの増幅利得を適用した値（つまり、Ｐａ１−４０＋１０＝Ｐａ１−３０［ｄＢ］）としている。
【００９３】
光増幅装置１では、光伝送路３０ａのスパンロスＬｓ１が３０ｄＢから４０ｄＢの領域では、信号光ＳＬ１の増幅利得が１０ｄＢとなるよう利得が一定に制御される。他方で、光伝送路３０ａのスパンロスＬｓ１が４０ｄＢを上回る場合には、算出されるスパンロスＬｓ１の増加に対して一対一で増幅利得が増加するよう、制御される。スパンロスＬｓ１の測定値に応じて増幅利得を変更する場合、信号光ＳＬ１の波長数情報を取得し、該波長数情報に基づくトータルパワーに対する一波あたりの出力パワーを算出する必要がなく、従来の出力一定制御と比較して処理時間が短縮される。
【００９４】
以上、説明したように光伝送路３０ａのスパンロスＬｓ１の大きさに応じて、従来の利得一定制御とスパンロスＬｓ１の値に基づく増幅利得変更制御とを切り替えることで、比較的スパンロスＬｓ１の大きい光伝送路３０ａに対しても適切な増幅利得を設定可能となる。このとき、従来の出力一定制御と比較して光装置１０の演算部１３０などにおいて実施される処理量が抑制可能となるため、比較的高速に入力ダイナミックレンジの下限値を目標とする増幅利得の制御が可能となる。従来の出力一定制御では、任意に変化する信号光ＳＬ１の波長数情報を取得し、トータルパワーを波長数で割ることで、一波あたりの平均出力パワーを算出することが求められ、該処理に数秒程度の処理時間が必要とされていた。他方で、光増幅装置１の変形例において実施される、スパンロスＬｓ１の測定値に基づく増幅利得の変更制御によれば、信号光ＳＬ１の波長特性の平坦化をマイクロ秒単位で実施することが出来る。
【００９５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光増幅装置及び伝送路損失の測定方法などもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００９６】
（付記１）
ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、前記ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する光増幅装置であって、
前記ラマン増幅媒体に前記ポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の入力パワーを検出する第１検出手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力パワーを検出する第２検出手段と、
前記ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出手段と、
前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長及び前記ポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出手段と
を備えることを特徴とする光増幅装置。
【００９７】
（付記２）
前記ポンプ光供給手段は、前記ポンプ光の駆動電流を変調することで、前記ラマン増幅媒体に供給される前記ポンプ光に前記入力パワーを示す情報を重畳し、
前記信号光損失算出手段は、前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力側において、前記信号光の伝送路損失を算出することを特徴とする付記１に記載の光増幅装置。
【００９８】
（付記３）
前記ラマン増幅媒体からの前記ポンプ光の反射パワーを検出する第３検出手段と、
前記ポンプ光の入力パワー及び反射パワーを比較することで前記ラマン増幅媒体における前記信号光の入力断を判断する入力断検出手段とを更に備えることを特徴とする付記１又は２に記載の光増幅装置。
【００９９】
（付記４）
前記ポンプ光供給手段が供給する前記ポンプ光のパワーを調整することで、前記信号光の増幅利得を制御する利得制御手段を更に備え、
前記利得制御手段は、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失が閾値を下回る場合、前記増幅利得を一定値に設定し、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失が閾値以上となる場合、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失の増加量に応じて、前記増幅利得の目標値を増加させることを特徴とする付記１乃至３に記載の光増幅装置。
【０１００】
（付記５）
前記ラマン増幅媒体内を伝搬する光の波長と、該光に対する伝送路損失との関係を示す損失波長特性を取得する特性取得手段を更に備え、
前記ポンプ光供給手段は、ポンプ光帯域に含まれる相異なる波長を有する複数の前記ポンプ光を前記ラマン増幅媒体に供給し、
前記ポンプ光損失算出手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失を測定し、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々の前記ラマン増幅媒体における伝送路損失に基づいて、前記ラマン増幅媒体の損失波長特性を推測することを特徴とする付記１乃至４に記載の光増幅装置。
【０１０１】
（付記６）
複数通りの前記ラマン増幅媒体の波長特性を示す損失波長特性データを参照する参照手段を更に備え、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失及び前記ポンプ光の波長を、前記損失波長特性データに含まれるデータと照合することで、前記ラマン増幅媒体を同定することを特徴とする付記５に記載の光増幅装置。
【０１０２】
（付記７）
前記信号光損失算出手段は、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長、前記ポンプ光の波長、及び前記ラマン増幅媒体の損失波長特性に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出することを特徴とする付記５又は６に記載の光増幅装置。
【０１０３】
（付記８）
ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、前記ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する光増幅装置における伝送路損失測定方法であって、
前記ラマン増幅媒体に前記ポンプ光を供給するポンプ光供給工程と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の入力パワーを検出する第１検出工程と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力パワーを検出する第２検出工程と、
前記ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出工程と、
前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長及び前記ポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出工程と
を備えることを特徴とする伝送路損失測定方法。
【０１０４】
（付記９）
ラマン増幅媒体にポンプ光を供給することで、前記ラマン増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅する光増幅装置であって、
前記ラマン増幅媒体に前記ポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の入力パワーを検出する第１検出手段と、
前記ラマン増幅媒体に対する前記ポンプ光の出力パワーを検出する第２検出手段と、
前記ポンプ光の入力パワー及び出力パワーを比較することで、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失を算出するポンプ光損失算出手段と、
前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長及び前記ポンプ光の波長に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出する信号光損失算出手段と
前記ラマン増幅媒体内を伝搬する光の波長と、該光に対する伝送路損失との関係を示す損失波長特性を取得する特性取得手段と
を備え、
前記ポンプ光供給手段は、ポンプ光帯域に含まれる相異なる波長を有する複数の前記ポンプ光を前記ラマン増幅媒体に供給し、
前記ポンプ光損失算出手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失を測定し、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々の前記ラマン増幅媒体における伝送路損失に基づいて、前記ラマン増幅媒体の損失波長特性を推測することを特徴とする光増幅装置。
【０１０５】
（付記１０）
複数通りの前記ラマン増幅媒体の波長特性を示す損失波長特性データを参照する参照手段を更に備え、
前記特性取得手段は、前記相異なる波長を有する複数のポンプ光の夫々について、前記ラマン増幅媒体における伝送路損失及び前記ポンプ光の波長を、前記損失波長特性データに含まれるデータと照合することで、前記ラマン増幅媒体を同定することを特徴とする付記９に記載の光増幅装置。
【０１０６】
（付記１１）
前記信号光損失算出手段は、前記ラマン増幅媒体における前記ポンプ光の伝送路損失に対して、前記信号光の波長、前記ポンプ光の波長、及び前記ラマン増幅媒体の損失波長特性に基づく補正を行うことで、前記ラマン増幅媒体における前記信号光の伝送路損失を算出することを特徴とする付記９又は１０に記載の光増幅装置。
【符号の説明】
【０１０７】
１  光増幅装置、
１０、２０  光装置、
１１０、２１０  光モニタ部
１２０、２２０  復調部、
１３０、２３０  演算部、
１４０、２４０  ポンプ光制御部、
１５０、２５０  ポンプ光源、
１６０、２６０  光モニタ部、
１７０、２７０  ＷＤＭカプラ、
３０ａ、３０ｂ  光伝送路。
【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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