(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、該増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するラマン増幅器であって、
パワーおよび波長を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、該各励起光を合波して前記増幅媒体に供給する励起光供給手段と、
信号光に含まれる監視制御信号によって得られる、１チャネルあたりのパワーおよび変化タイミングの情報を含む信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、当該運用状況が時間的に変化する際に、信号光のチャネルが変更されるタイミングに合わせて、前記励起光供給手段によって供給される励起光のパワーおよび波長を制御することにより、該運用中の信号光への影響を防止する励起光制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とするラマン増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、システム運用状況に対応させて励起光の供給状態である波長およびパワーの最適値がデータベース化され、前記信号光の伝送に関する運用状況を示す情報に基づいて前記データベースを参照することで、運用状況の変化後における励起光の供給状態の目標値が算出され、当該運用状況の時間的な変化に対応させて前記複数の励起光に対する制御の優先度を、運用中の各チャネル光の伝送品質に与える影響の相対的な大小関係が大きい順に優先度を高く設定され、運用状況の変化の前後において１チャネルあたりのパワーおよび波長の調整が必要な複数の励起光に対して前記優先度の高い順に調整が行われるように決定した変更手順に従って、運用状況が時間的に変化する際に、励起光の供給状態が前記目標値に実質的に一致するように前記励起光供給手段が制御されることを特徴とするラマン増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、運用状況の変化前における励起光の波長が、運用状況の変化後における信号光の波長に一致するか若しくは他の励起光の波長よりも近接するとき、当該励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定することを特徴とするラマン増幅器。
【請求項４】
波長の異なる複数のチャネル光を含んだ波長多重信号光をラマン増幅して伝送する波長多重光通信システムにおいて、
請求項１に記載のラマン増幅器を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項５】
信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、該増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するときの制御方法であって、
パワーおよび波長を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、該各励起光を合波して前記増幅媒体に供給するとき、
信号光に含まれる監視制御信号によって得られる、１チャネルあたりのパワーおよび変化タイミングの情報を含む信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、当該運用状況が時間的に変化する際に、信号光のチャネルが変更されるタイミングに合わせて、前記増幅媒体に供給する前記各励起光のパワーおよび波長を制御することにより、該運用中の信号光への影響を防止することを特徴とするラマン増幅の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（ＷＤＭ）信号光をラマン効果を利用して増幅するラマン増幅器およびＷＤＭ光通信システム、並びに、ラマン増幅の制御方法に関し、特に、システムの運用状況の変化に応じたラマン増幅を実現させるための励起光の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
異なる波長の光信号を束ねて一本の光ファイバを伝送するＷＤＭ光通信方式は、光通信システムの一層の大容量化および経済化、並びに、柔軟な光ネットワークを実現する有力な手段である。特に、近年の光増幅器に関する技術の進展により、インターネットサービスを支えるバックボーンネットワークの基幹技術として、ＷＤＭ光通信方式は急速に実用化が進んでいる。
【０００３】
ＷＤＭ光通信システムは、主に、光増幅中継技術を用いて、中継段で信号光を増幅しながら中継することにより長距離伝送を可能としている。このようなＷＤＭ光通信システムにおける光増幅手段としては、例えば、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器やラマン増幅器等がある。
上記のラマン増幅器については、分布定数型および集中型の２つの増幅形態が知られている。分布定数型は、光通信システムの伝送路（例えば、シリカ系光ファイバ等）に励起光を導入して伝送路を伝搬する信号光を分布的にラマン増幅し、信号光が伝送路を通って行く際に生じる損失の一部を補償する増幅形態である。一方、集中型は、例えば有効断面積等が小さく非線形性の高い光ファイバに励起光を集中的に導入してラマン増幅を行う増幅形態である。
【０００４】
上記のような分布定数型および集中型のラマン増幅は、励起光の周波数よりもラマンシフト量だけ（例えば石英系媒体の場合は１３．２ＴＨｚ）低い周波数に利得ピークを持つ増幅特性を示す。そこで、ラマン利得のシフト周波数を考慮した励起光波長の励起光源を用意することにより任意の波長の信号光を増幅することができ、また、波長の異なる複数の励起光を組み合わせることで任意に、かつ、広帯域の波長帯域のＷＤＭ信号光をラマン増幅することができる。さらに、各波長の励起光パワーの配分比を変化させれば、各々の励起光波長に対応したラマン利得のプロファイルが変化するようになるため、ラマン増幅されたＷＤＭ信号光の波長依存性を任意に調整することもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、次世代光ネットワークシステムでは、ＷＤＭ信号光についての波長帯域や信号光数、光伝送路への信号光入力レベル、光伝送路の種類等といったシステムの運用状況がダイナミックに変化することが想定される。しかしながら、これまでに提案されてきたラマン増幅に関する技術においては、上記のようなシステム運用状況のダイナミックな変化に柔軟に対応することが難しいという課題がある。
【０００６】
具体的には、例えば、いわゆるＣバンド（１５２５ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長帯）およびＬバンド（１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯）を使用したＷＤＭ信号光にＳバンド（１４８０ｎｍ〜１５２０ｎｍの波長帯）の信号光を増設するような運用状況の変化が生じた場合、これまでのラマン増幅器は各々のバンドに対応させて個別に設計されたものが殆どであり、同じバンド内での運用波長の変化については励起光のパワーや波長等を制御することで対応可能ではあるが、複数のバンドに亘るようなダイナミックな変化に対して単一品種のラマン増幅器で対応することは困難である。
【０００７】
また、上記のようにＳバンドの信号光を増設してＷＤＭ信号光の広帯域化を図るようなときには、運用状況の変化前に用いていた励起光の波長が、増設されるＳバンドの信号光の波長に一致するか若しくは近接してしまう可能性があり、ＷＤＭ信号光の伝送品質を劣化させるなどの問題点も考えられる。
さらに、上記のような運用状況のダイナミックな変化は、実際には所要の時間経過と伴に段階的に行われることが想定される。このような場合には、運用中のサービスに影響を与えることなく運用状況の変化に対応できることも重要になる。このためには、運用状況の時間的な変化に応じてラマン増幅の利得および利得波長特性を最適化する制御技術の確立が必要である。
【０００８】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、ＷＤＭ信号光の伝送品質を良好な状態に保持すべく、システムの運用状況の変化に応じて増幅特性の最適化を図ることのできるラマン増幅器およびＷＤＭ光通信システム、並びに、ラマン増幅の制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、その増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するラマン増幅器であって、パワーおよび波長を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、それら各励起光を合波して増幅媒体に供給する励起光供給手段と、信号光に含まれる監視制御信号によって得られる、１チャネルあたりのパワーおよび変化タイミングの情報を含む信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、その運用状況が時間的に変化する際に、信号光のチャネルが変更されるタイミングに合わせて、励起光供給手段によって供給される励起光のパワーおよび波長を制御することにより、該運用中の信号光への影響を防止する励起光制御手段と、を備えて構成されるものである。
【００１０】
かかるラマン増幅器によれば、励起光供給手段によって増幅媒体に供給される複数の励起光のパワーおよび波長が励起光制御手段により運用状況が時間的に変化する際に制御されるようになる。これにより、例えば運用される波長帯域や信号光数などといった信号光の伝送に関する運用状況がダイナミックに変化した場合でも、その時間的な変化に応じて励起光のパワーおよび波長が調整されるため、単一の品種のラマン増幅器によって運用状況の変化に柔軟に対応することが可能である。また、運用状況の変化に応じて励起光の供給状態を最適化することができるため、ラマン増幅器の低消費電力化を図ることも可能である。
【００１１】
上記ラマン増幅器の励起光制御手段については、システム運用状況に対応させて励起光の供給状態である波長およびパワーの最適値がデータベース化され、信号光の伝送に関する運用状況を示す情報に基づいてデータベースを参照することで、運用状況の変化後における励起光の供給状態の目標値が算出され、その運用状況の時間的な変化に対応させて複数の励起光に対する制御の優先度を、運用中の各チャネル光の伝送品質に与える影響の相対的な大小関係が大きい順に優先度を高く設定される。そして、運用状況の変化の前後において１チャネルあたりのパワーおよび波長の調整が必要な複数の励起光に対して前記優先度の高い順に調整が行われるように決定した変更手順に従って、運用状況が時間的に変化する際に、励起光の供給状態が前記目標値に実質的に一致するように前記励起光供給手段が制御されるようにするのがよい。このようにして励起光の供給状態を制御することで、運用中のサービスに影響を与えることなく運用状況の変化に対応することが可能になる。
【００１２】
また、上記の励起光制御手段で設定される優先度については、運用状況の変化前における励起光の波長が、運用状況の変化後における信号光の波長に一致するか若しくは他の励起光の波長よりも近接するとき、その励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定するのが好ましい。これにより、運用状況の変化後の信号光波長に一致若しくは他の励起光の波長よりも近接するような波長を持つ励起光が優先的に制御されるため、励起光のレイリー散乱光等が信号光と干渉してノイズになるような状況を回避することができる。
【００１３】
本発明にかかるＷＤＭ光通信システムは、波長の異なる複数のチャネル光を含んだＷＤＭ信号光をラマン増幅して伝送する各種システムについて、前述したような本発明のラマン増幅器を適用したものである。このようなＷＤＭ光通信システムによれば、システムの運用状況が変化した場合でも、伝送されるＷＤＭ信号光の伝送品質を良好に保つことができる。
【００１４】
本発明にかかるラマン増幅器の制御方法は、信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、その増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するときの制御方法であって、パワーおよび波長を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、それら各励起光を合波して増幅媒体に供給するとき、信号光に含まれる監視制御信号によって得られる、１チャネルあたりのパワーおよび変化タイミングの情報を含む信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、当該運用状況が時間的に変化する際に、信号光のチャネルが変更されるタイミングに合わせて、前記増幅媒体に供給する前記各励起光のパワーおよび波長を制御することにより、該運用中の信号光への影響を防止する方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかるラマン増幅器の基本構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すラマン増幅器１０は、例えば、光増幅媒体としての光伝送路１に励起光Ｐを供給するための波長可変励起光発生部１１、励起光合波部１２および励起光供給部１３と、その励起光Ｐの供給状態をモニタするための分岐部１４および励起光モニタ部１５と、光伝送路１０を伝搬してラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓをモニタするための分岐部１６および信号光モニタ部１７と、信号光モニタ部１７のモニタ結果に基づいて、ＷＤＭ信号光の伝送品質に関する情報（以下、伝送品質情報とする）や本ラマン増幅器１０の接続されるシステムの運用状況に関する情報（以下、システム運用情報とする）を生成して管理するシステム管理部１８と、信号光モニタ部１７のモニタ結果およびシステム管理部１８の管理情報に応じて、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の動作をそれぞれ制御する励起光管理部１９と、を備えて構成される。
【００１６】
波長可変励起光発生部１１は、波長の異なる複数の励起光Ｐ0〜ＰN（Ｎは整数とする）を発生することができ、各励起光の波長λ0〜λNおよびパワーを変化させることが可能である。なお、波長可変励起光発生部１１の具体例については後述する。
励起光合波部１２は、波長可変励起光発生部１１で発生した各励起光Ｐ1〜ＰNを波長多重して出力する。この励起光合波部１２は、ここでは合波特性（透過波長特性）を変化させることが可能であるものとする。なお、励起光合波部１２の具体例についても後述する。
【００１７】
励起光供給部１３は、励起光合波部１２から出力され分岐部１４を通過した励起光Ｐを光伝送路１（増幅媒体）に供給するためのものであって、ここでは、励起光Ｐの伝搬方向がＷＤＭ信号光Ｓの伝搬方向に対して逆向きとなるように、励起光Ｐを光伝送路１に与える。また、励起光供給部１３は、光伝送路１を伝搬してラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓを通過させて出力側の光路に伝える。この励起光供給部１３の具体例としては、ＷＤＭカプラや光サーキュレータ等を使用することが可能である。
【００１８】
分岐部１４は、励起光合波部１２から出力される励起光Ｐの一部をモニタ光Ｐｍとして分岐して励起光モニタ部１５に出力する。励起光モニタ部１５は、分岐部１４からのモニタ光Ｐｍを基に励起光Ｐのパワーおよびスペクトルを監視し、その結果を励起光管理部１９に伝える。
分岐部１６は、励起光供給部１３を通過したＷＤＭ信号光Ｓの一部をモニタ光Ｓｍとして分岐して信号光モニタ部１７に出力する。信号光モニタ部１７は、分岐部１６からのモニタ光Ｓｍを基にラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓの出力状態を監視し、その結果をシステム管理部１８に伝える。また、信号光モニタ部１７は、分岐部１６からのモニタ光Ｓｍを用いてＷＤＭ信号光Ｓに含まれる監視制御（Supervisory）信号を検出してシステム管理部１８に伝える。
【００１９】
システム管理部１８は、信号光モニタ部１７でモニタされた光ＳＮ比や出力レベル等を基に伝送品質情報を生成すると共に、信号光モニタ部１７で検出された監視制御信号を基にシステム運用情報を生成して励起光管理部１９に送る。なお、具体的な伝送品質情報としては、例えば、ラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓの光ＳＮ比やチャネル間偏差、光パワーレベルなどを挙げることができる。また、具体的なシステム運用情報としては、例えば、ＷＤＭ信号光Ｓの波長帯域や信号光数、光伝送路への信号光入力レベル、光伝送路の種類などを挙げることができる。さらに、上記のようなシステム運用情報には、後述するように運用状況の時間的な変化に対応した詳細な情報が含まれているものとする。
【００２０】
励起光管理部１９は、システム管理部１８からの伝送品質情報およびシステム運用情報に応じて、運用中のサービスに影響を与えることなく運用状況の変化に対応可能なラマン増幅を実現させるための励起光の最適な供給状態を算出する。そして、励起光管理部１９は、その算出結果を目標値（初期値）に設定して、波長可変励起光発生部１１で発生する励起光の波長およびパワー、並びに、励起光合波部１２の透過波長特性をそれぞれ制御する。また、励起光管理部１９は、励起光モニタ部１５からのモニタ結果に基づいて、実際に供給される励起光Ｐが上記の目標値に一致するように波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２のフィードバック制御を実行する。
【００２１】
次に、上記のようなラマン増幅器１０の動作について説明する。
本ラマン増幅器１０では、基本的に、励起光管理部１９によって波長およびパワーの制御された励起光Ｐが、励起光供給部１３により光伝送路１に供給されてＷＤＭ信号光Ｓとは逆方向に光伝送路１内を伝搬する。そして、この励起光Ｐによるラマン効果によって光伝送路１を伝搬するＷＤＭ信号光Ｓが所要のレベルまで増幅され、そのラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓが励起光供給部１３を通過して出力側の光路に送られる。このＷＤＭ信号光Ｓには、例えば、低周波の強度変調や信号光とは別のチャネルの使用などにより監視制御信号が載せられていて、その監視制御信号が、ここでは、分岐部１６を介して信号光モニタ部１７によって検出されてシステム管理部１８に伝えられる。システム管理部１８では、検出された監視制御信号に基づいて、前述したようなＷＤＭ信号光Ｓの波長帯域などの運用状況が判断されてシステム運用情報が生成される。
【００２２】
そして、システム管理部１８においてシステム運用状況の変化が判断されると、その変化に応じて、図２のフローチャートに示すような基本手順に従い、励起光Ｐの供給状態の最適化が図られる。
まず、図２のステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）において、運用状況の変化を示すシステム運用情報がシステム管理部１８から励起光管理部１９に伝えられると、ステップ２では、運用状況の変化後における励起光Ｐの最適な供給状態が励起光管理部１９において算出される。この最適な供給状態の算出は、例えば、励起光管理部１９に予め登録設定されたデータベースを参照するなどして、変化後のシステム運用状況に対応した励起光Ｐの波長およびパワーの最適値が求められる。
【００２３】
さらに、ステップ３では、励起光管理部１９において、運用状況の変化前の励起光Ｐの供給状態からステップ２で算出した変化後の励起光Ｐの供給状態への移行方法が判断され、運用中のサービスに影響を与えることなく所要の伝送品質を保持し得るような励起光Ｐの波長およびパワーの変更手順が決定される。
そして、ステップ４では、励起光管理部１９によって、ステップ３で決定した変更手順に従い、運用状況の時間的な変化と同期をとりながら、励起光Ｐの供給状態がステップ２で算出した変化後の最適値に達するまで、波長可変励起光発生部１１の動作および励起光合波部１２の透過波長特性がそれぞれ制御される。
【００２４】
また、ステップ５においては、励起光モニタ部１５のモニタ結果に応じて実際に供給されている励起光Ｐの状態が目標値に一致するように、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２のフィードバック制御が行われる。さらにこれと同時に、信号光モニタ部１７のモニタ結果を基にシステム管理部１８で生成される伝送品質情報に応じて、実際にラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓの伝送品質が良好に保たれるように励起光Ｐの供給状態が微調整される。
【００２５】
ここで、上記のステップ３において決定される励起光Ｐの供給状態の変更手順について詳しく説明する。
励起光Ｐの供給状態の変更手順は、第１段階として、変化前の励起光Ｐの波長設定から変化後の励起光Ｐの波長設定への変更方法を判断し、第２段階として、運用中の各チャネル光の伝送品質の保持に配慮した励起光Ｐの波長およびパワーの変更手順を決定するのがよい。
【００２６】
上記の第１段階においては、例えば、変化前の各励起波長と、最適値として算出した変化後の各励起波長との差分を求め、その差分が小さな励起波長に対応させて光源の波長設定を変更するのが望ましい。ただし、求めた差分が励起光源の波長可変幅を超える場合には、新たな励起光源を立ち上げるものとする。
上記の第２段階においては、基本的に、システム運用状況の時間的な変化に同期して、各励起光Ｐ1〜ＰNについての波長およびパワーの調整が同時進行で実施されるように、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の動作を調整する手順が決められるものとする。また、各励起光Ｐ1〜ＰNに対する調整の優先度を設定し、すなわち、伝送品質に与える影響が小さい励起光に対する調整の優先度を低くして、運用中の各チャネル光についての伝送品質の保持が図られるように変更手順が決められるのが望ましい。
【００２７】
上記の優先度が高くなる条件としては、例えば、運用状況の変化前における励起光の波長が変化後の信号光の波長に一致するか若しくは近接するような場合に、当該励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定して、その励起光の波長が上記信号光の運用開始前にシフトされるようにすることが考えられる。また例えば、運用状況が変化していく過程にある信号光帯域についてのラマン利得を担う励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定することにより、運用状況の変化への対応がより確実に行われるようにすることも考えられる。
【００２８】
このような優先度に従った励起光の調整を行うためには、例えば、優先度の設定と想定される調整方法とに関する情報を予めデータベース化しておき、この情報を基に波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の動作設定の変更手順を決定するようにする。上記の想定される調整方法としては、例えば、ある励起光の波長をシフトさせる場合、シフト前の波長の励起光が担っていた波長帯域のラマン利得が減少することになるので、そのシフト前の波長により近い波長の励起光のパワーを増加させるように調整を行うことが考えられる。また例えば、ある波長の励起光のパワーを増加させる場合、その波長により近い波長の励起光のパワーを減少させるようにしてもよい。
【００２９】
ここで、上記のようにして決定される変更手順に従った励起光Ｐの波長およびパワーの最適化について、具体例を挙げてより詳しく説明することにする。
まず、第１の具体例として、本ラマン増幅器１０が適用されるシステムの運用状況が、ＷＤＭ信号光Ｓの波長帯域としてＣバンドおよびＬバンドを使用する設定から、Ｓバンドを増設してＳバンド、ＣバンドおよびＬバンドを用いる設定に変化するような場合を考えることにする。
【００３０】
この場合、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）に示すような具体的なシステム運用状況の変化に関する情報がシステム管理部１８から励起光管理部１９に伝えられる（図２のステップ１）。
（ａ）増設される信号光の波長帯域：１４９０ｎｍ〜１５２５ｎｍ
（ｂ）増設される信号光のチャネル数：４４チャネル
（ｃ）増設される信号光の１チャネルあたりの光パワー：８ｄＢｍ／ｃｈ
（ｄ）増設方法：増設開始時刻Ｔ0からｔ秒刻みに１チャネルずつ短波長側から順番に信号光を増設していく
このようなシステム運用情報に対して、励起光管理部１９では、上記（ａ）〜（ｃ）の情報を基にデータベース等を利用することによって、例えば次に示すようなＳバンド増設完了時における励起光Ｐの最適な供給状態が算出される（図２のステップ２）。
・励起光の波長数：４波
・各励起光の波長：１３９５ｎｍ、１４２５ｎｍ、１４５５ｎｍ、１４５８ｎｍ・光伝送路に供給する各励起光のパワー：２４ｄＢｍ、２２ｄＢｍ、２０ｄＢｍ、１８ｄＢｍ
上記のような励起光Ｐの最適な波長およびパワーの目標値が算出されると、励起光管理部１９では、まず、増設前の励起光Ｐの波長設定から増設後の励起光Ｐの波長設定への変更方法が判断され、次に、伝送品質の保持に配慮した励起光Ｐの変更手順が決定される（図２のステップ３）。
【００３１】
ここでは、増設前のＣバンドおよびＬバンドに対応した励起光の波長が、例えば１４３０ｎｍ、１４５８ｎｍ、１４９０ｎｍの３波に設定されている場合を想定すると、増設されるＳバンドの信号光の波長と増設前の励起光の波長１４９０ｎｍとが一致することになる。このような状況は、後方励起光のレイリー散乱光（信号光と同じ方向に伝搬する）がＳバンドの信号光と干渉してノイズになる可能性があるため、最優先で回避されることが望まれる。従って、増設前における１４９０ｎｍの励起光に対する制御の優先度を高くして他の波長にシフトさせるようにする。次に優先される励起光の調整としては、増設されるＳバンドに対するラマン利得を主に担う新たな励起光を立ち上げるようにするのがよい。次の表１には、増設前後における励起光Ｐの波長設定変更方法と、上記のような優先度に従った変更手順の一例を示しておく。
【００３２】
【表１】
0004007812.tif 000002
表１のような励起光Ｐの変更手順が決定されると、その変更手順に従って、上記（ｄ）の増設方法に対応させて時間的に同期をとりながら、励起光Ｐの波長およびパワーがステップ２で算出した目標値に達するまで、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２がそれぞれ制御される（図２のステップ４）。
【００３３】
図３は、上記ステップ４における一連の制御動作を説明するための図である。
Ｓバンドの増設を行う前には、図３（Ａ）に示すように、ＣバンドおよびＬバンドのＷＤＭ信号光Ｓに対応した波長λ1，λ2，λ3の励起光Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3が光伝送路１に供給され、ＷＤＭ信号光Ｓに含まれる各チャネル光がラマン増幅される。
【００３４】
そして、増設開始時刻Ｔ0になると、図３（Ｂ）に示すように、Ｓバンド内の最短波長の信号光が増設される。このとき、増設される信号光の波長に一致する励起光Ｐ3の波長がλ3（１４９０ｎｍ）からλ3’（１４８５ｎｍ）にシフトされる。また、これと同時に、Ｓバンドに対するラマン利得を主に担う波長λ0（１３９５ｎｍ）の励起光Ｐ0が新たに立ち上げられる。励起光Ｐ0のパワーは、Ｓバンド内の信号数に応じていて、この段階では比較的小さな値に設定される。さらに、励起光Ｐ3の波長シフトおよび励起光Ｐ0の立ち上げに対応して、ＣバンドおよびＬバンドに対し所要のラマン利得が得られるように励起光Ｐ1，Ｐ2の各パワーが調整される。なお、励起光Ｐ3の波長シフト、励起光Ｐ0の立ち上げおよび各励起光Ｐ0〜Ｐ3のパワー調整は、波長可変励起光発生部１１の動作設定と励起光合波部１２の透過波長特性とを同時進行で制御することにより行われる。
【００３５】
増設開始時刻Ｔ0の経過後は、Ｓバンド内の短波長側から順番にｔ秒刻みで信号光が増設され、図３（Ｃ）に示すような増設途中の段階においては、例えばＳバンドの３つの信号光がＣバンドおよびＬバンドの各信号光とともに運用されるようになる。このときの励起光Ｐの供給状態は、Ｓバンド内の信号光数が増えたことに応じて、短波長側の励起光Ｐ0のパワーが増加し、長波長側の励起光Ｐ3のパワーが若干減少するように制御される。
【００３６】
さらに、Ｓバンドの増設が進んで図３（Ｄ）に示すようにＳバンド内に多くの信号光が増設されるようになると、励起光Ｐ1の波長がλ1（１４３０ｎｍ）からλ1’（１４２５ｎｍ）にシフトされるとともに、励起光Ｐ2の波長がλ2（１４５８ｎｍ）からλ2’（１４５５ｎｍ）にシフトされる。また、このときにも、Ｓバンド内の信号光数の増加に応じて、励起光Ｐ0のパワーが増加し、長波長側の励起光Ｐ3のパワーが若干減少するように、波長可変励起光発生部１１の動作が制御される。
【００３７】
そして、Ｓバンドのすべての信号光の増設が完了した段階では、図３（Ｅ）に示すように、各励起光Ｐ0〜Ｐ3の波長およびパワーが前述のステップ２で算出した目標値に制御される。
また、ここでは、各励起光Ｐ0〜Ｐ3の実際の供給状態が励起光モニタ部１５によってモニタされ、そのモニタ結果に応じて波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２のフィードバック制御が行われる。さらに、これと同時に、実際にラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓの状態が信号光モニタ部１７によってモニタされ、そのモニタ結果に応じて、良好な伝送品質が保持されるように各励起光Ｐ0〜Ｐ3の供給状態が微調整される（図２のステップ５）。
【００３８】
このように本ラマン増幅器１０は、システムの運用状況がＳバンドの増設によってダイナミックに変化する場合、その運用状況の時間的な変化に応じて励起光Ｐの供給状態が最適化されるため、運用中のサービスに影響を与えることなくＳバンドの増設を行うことが可能である。特に、増設される信号光の波長に一致する励起光Ｐ3の波長が最優先でシフトされることによって、励起光のレイリー散乱光等が信号光と干渉してノイズになるような状況を回避できる。また、Ｓバンドに対するラマン利得を担う励起光Ｐ0が優先して立ち上げられることで、Ｓバンド増設への対応をより確実に行うことができる。これにより、従来のように各バンドに個別に対応したラマン増幅器を用意することなく、単一の品種のラマン増幅器１０によって広範な波長帯域に亘り運用されるＷＤＭ信号光Ｓに柔軟に対応することが可能になる。
【００３９】
なお、第１の具体例では、信号光について新たなバンドを増設する場合を示したが、本発明はこれに限らず、運用中のバンド内に新たな信号光を増設する場合についても基本的に上記の場合と同様にして応用することが可能である。
次に、励起光Ｐの波長およびパワーの最適化に関する第２の具体例として、本ラマン増幅器１０が適用されるシステムの運用状況が、Ｃバンド内における信号光の波長多重数をフルチャネルから２チャネルに変化させるような場合を考えることにする。
【００４０】
この場合、例えば、次の（ｅ）〜（ｇ）に示すような具体的なシステム運用状況の変化に関する情報がシステム管理部１８から励起光管理部１９に伝えられる（図２のステップ１）。
（ｅ）変化後の信号光の波長配置：１５２７ｎｍ（最短）および１５６１ｎｍ（最長）の２チャネル
（ｆ）変化後の信号光の１チャネルあたりの光パワー：８ｄＢｍ／ｃｈ
（ｇ）変化方法：増設開始時刻Ｔ0からｔ秒刻みに１チャネルずつ短波長側から順番に信号光を減らしていく
このようなシステム運用情報に対して、励起光管理部１９では、上記（ｅ）（ｆ）の情報を基にデータベース等を利用することによって、例えば次に示すような２チャネル運用時における励起光Ｐの最適な供給状態が算出される（図２のステップ２）。
・励起光の波長数：２波
・各励起光の波長：１４２５ｎｍ、１４６０ｎｍ
・光伝送路に供給する各励起光のパワー：２０ｄＢｍ、１９．５ｄＢｍ
上記のような励起光Ｐの波長およびパワーの目標値が算出されると、励起光管理部１９では、まず、フルチャネル運用時に対応した励起光Ｐの波長設定から２チャネル運用時に対応した励起光Ｐの波長設定への変更方法が判断され、次に、伝送品質の保持に配慮した励起光Ｐの変更手順が決定される（図２のステップ３）。
【００４１】
ここでは、フルチャネル運用時の励起光の波長が、例えば１４２７ｎｍ、１４４０ｎｍ、１４５８ｎｍの３波に設定されている場合を想定すると、上記のステップ２で算出した２チャネル運用時の各励起光波長との差分が小さい１４２７ｎｍおよび１４５８ｎｍに対応した各励起光源の波長をシフトし、差分が大きい１４４０ｎｍに対応した励起光の供給を停止する変更方法とするのがよい。また、その変更手順は、上記（ｇ）の情報を基に設定した優先度に従って決定される。次の表２には、変化前後における励起光Ｐの波長設定変更方法および優先度の一例を示しておく。
【００４２】
【表２】
0004007812.tif 000003
表２のような励起光Ｐの変更手順が決定されると、その変更手順に従って、上記（ｇ）の変化方法に対応させて時間的に同期をとりながら、励起光Ｐの波長およびパワーがステップ２で算出した目標値に達するまで、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２がそれぞれ制御される（図２のステップ４）。
【００４３】
図４は、上記ステップ４における一連の制御動作を説明するための図である。
フルチャネル運用時には、図４（Ａ）に示すように、ＣバンドのＷＤＭ信号光Ｓに対応した波長λ1，λ2，λ3の励起光Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3が光伝送路１に供給され、ＷＤＭ信号光Ｓに含まれるフルチャネルの信号光がラマン増幅される。
そして、フルチャネルから２チャネルへの運用状況の変化開始時刻Ｔ0が経過して、Ｃバンド内の信号光が短波長側から順番に減らされていくと、例えば、図４（Ｂ）に示すような変化途中の段階においては、Ｃバンド内の信号光数が減るのに応じて、励起光Ｐ2のパワーが減少するとともに、励起光Ｐ1の波長がλ1（１４２７ｎｍ）からλ1’（１４２５ｎｍ）に向けてパワーの若干の減少を伴いながらシフトされる。なお、このとき励起光Ｐ3の波長およびパワーに変化はないものとする。
【００４４】
さらに、信号光の減少が進んで図４（Ｃ）に示すようにＣバンド内の最短波長および長波長側に信号光が配置されるようになると、励起光Ｐ2のパワーがさらに減少するとともに、励起光Ｐ3の波長がλ3（１４５８ｎｍ）からλ3’（１４６０ｎｍ）に向けてパワーの若干の増加を伴いながらシフトされる。なお、このとき励起光Ｐ1についての波長シフトおよびパワー調整は完了しているものとする。
【００４５】
そして、Ｃバンド内の信号光が１５２７ｎｍおよび１５６１ｎｍの２チャネルだけになると、図４（Ｄ）に示すように、励起光Ｐ2の供給が停止されるとともに、各励起光Ｐ1，Ｐ3の波長およびパワーが前述のステップ２で算出した目標値に制御される。
また、ここでも、各励起光Ｐ1，Ｐ3の実際の供給状態が励起光モニタ部１５によってモニタされ、そのモニタ結果に応じて波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２のフィードバック制御が行われる。さらに、これと同時に、実際にラマン増幅されたＷＤＭ信号光Ｓの状態が信号光モニタ部１７によってモニタされ、そのモニタ結果に応じて、良好な伝送品質が保持されるように各励起光Ｐ1，Ｐ3の供給状態が微調整される（図２のステップ５）。
【００４６】
このように本ラマン増幅器１０は、システムの運用状況がＣバンドのフルチャネル運用から２チャネル運用に変化する場合にも、その運用状況の時間的な変化に応じて励起光Ｐの供給状態が最適化されるため、運用中のサービスに影響を与えることなく運用チャネルの変更を確実に行うことが可能である。また、運用状況の変化に対応して各励起光の波長が最適化されるため、消費電力の低減を図ることもできる。
【００４７】
上記ラマン増幅器１０の低消費電力化の効果は、具体的には、図５の概念図を用いて説明することができる。なお、ここでは説明を分かり易くするために、フルチャネル運用時の信号光が波長の異なる２つの励起光Ｐ1，Ｐ2によってラマン増幅される状況に対して１チャネルの運用に状況が変化する場合を考えることにする。図５の上段に示すように、フルチャネル運用時には、信号光間のラマン効果による短波長側の出力劣化を保証するために、短波長側の励起光Ｐ1のパワーＰＷ1を長波長側の励起光Ｐ2のパワーＰＷ2よりも大きくする必要がある（ＰＷ1＞ＰＷ2）。このようなフルチャネル運用時の状況から、図５の下段に示すように、最長の波長の１チャネルの運用に状況が変化する場合、励起光Ｐ2の波長を固定とする従来の方法では、短波長側の信号光が無くなった影響で、励起光Ｐ2のパワーＰＷ2’をフルチャネル運用時のパワーＰＷ2よりも大きくする必要がある（ＰＷ2’＞ＰＷ2）。このような励起光Ｐ2の供給状態は、ラマン利得のピーク波長が信号光の波長とずれているため、励起光パワーを無駄に遣っていることになる。一方、本発明では、運用状況の変化に応じて励起光Ｐ2の波長をλ2からλ2’にシフトさせて、１チャネルの信号光Ｓに最適な波長の励起光Ｐ2が供給される。これにより、ラマン利得のピーク波長が信号光の波長に略一致するようになるため、励起光パワーを効率的に用いることができる。従って、励起光Ｐ2のパワーＰＷ2”を従来のパワーＰＷ2’よりも小さく設定できるので、ラマン増幅器の低消費電力化を図ることが可能になる。
【００４８】
なお、上記第２の具体例では、同じバンド内における信号光数を減らす場合を示したが、本発明はこれに限らず、運用中の複数のバンドのうちの少なくとも１つのバンドを減らす場合についても、基本的に上記の場合と同様にして応用することが可能である。
また、上述したような基本構成のラマン増幅器１０では、励起光Ｐが信号光Ｓに対して逆方向に伝搬する後方励起型の構成を示したが、本発明はこれに限らず、励起光Ｐが信号光Ｓに対して同じ方向に伝搬する前方励起型の構成や、双方向励起型の構成についても本発明を適用することが可能である。
【００４９】
さらに、透過波長特性の可変な励起光合波部１２を用いて、波長可変励起光発生部１１から出力される各励起光Ｐ1〜ＰNを波長多重するようにしたが、各励起光Ｐ1〜ＰNの波長可変幅が比較的狭いような場合には、固定の透過波長特性を持つ励起光合波部を利用することも可能である。
加えて、実際に供給される励起光Ｐをモニタしてフィードバック制御を行うと同時に、ラマン増幅された信号光Ｓをモニタして励起光の供給状態を微調整するようにしたが、このようなフィードバック制御や微調整の機能は、励起光の供給状態の最適化に求められる制御精度に応じて適宜に設ければよく、省略することも可能である。
【００５０】
次に、上述したラマン増幅器１０における波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の具体的な構成例について説明する。
ラマン増幅器１０に適用する波長可変励起光発生部１１としては、複数の励起光Ｐ1〜ＰNの波長およびパワーを各々個別かつ同時に可変制御できることが条件となる。また、各々の励起光Ｐ1〜ＰNに対する可変制御は連続的に行われることが好ましい。このような波長可変励起光発生部１１の具体的な形態としては、例えば、半導体レーザをベースとした波長可変光源や、ファイバレーザをベースとした波長可変光源などを挙げることができる。これらの波長可変光源は、基本的に、増幅媒体と波長選択デバイスと備えて構成され、出力光の波長は、所望の波長が共振するように波長選択デバイスの特性を変化させることで任意に制御する方法が一般的であり、出力光のパワーは、増幅媒体の電力調整により任意に制御する方法が一般的である。上記の増幅媒体としては、例えば、半導体レーザやファイバレーザ等が用いられる。また、上記の波長選択デバイスとしては、例えば、回折格子やバンドパスフィルタ、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）等が使用される。以下、波長可変励起光発生部１１として適用可能な公知の波長可変光源の具体例を列挙する。ただし、本発明の波長可変励起光発生部は次のような具体例に限定されるものではない。
【００５１】
半導体レーザをベースとした波長可変光源の１つの具体例としては、半導体レーザのチップ温度を制御することによって出力光の波長を可変にする構成がある。また、他の具体例としては、半導体レーザの出力側にファイバブラックグレーティング（ＦＢＧ）を利用した発振波長安定化用の外部共振器を設け、そのＦＢＧの温度を制御するか、若しくは、ＦＢＧに応力を加えることによって出力光の波長を可変にする構成がある。
【００５２】
さらに、別の具体例としては、図６に示すように、半導体レーザ３０と、グレーティング等からなる回折格子または誘電体多層膜フィルタ等からなるバンドパスフィルタを用いた波長選択デバイス３１とを有し、ミラー等を用いた高反射部３２との共振器長の調整、並びに、波長選択デバイス３１の角度調整および温度調整により、出力光の波長を可変にする構成がある。なお、図６の構成例における共振器長の調整はピエゾー素子３３の電圧制御によって行われ、波長選択デバイス３１の角度調整は図示しないモータ等によって行われる。符号３４はレンズである。
【００５３】
ファイバレーザをベースとした波長可変光源の１つの具体例としては、図７に示すように、ファイバブラックグレーティング（ＦＢＧ）または反射膜を両端に備えたカスケードラマン共振器３５によって、高次のラマンシフトを起こして波長をシフトさせて所望の波長光を出力する構成において、カスケードラマン共振器３５の出力側に位置するＦＢＧについての温度制御や応力付与、または、カスケードラマン共振器３５内のバンドパスフィルタや複屈折板についての角度調整を行うことにより、出力光の波長を可変にするものがある。このような波長可変光源は、例えば論文M.D.Mermelstein, et al., “A High-Efficiency Power-Stable Three-Wavelength Configurable Raman Fiber Laser”, OFC2000 PD3 等で公知である。
【００５４】
また、他の具体例としては、リング構成のエルビウムファイバレーザにおいて、バンドパスフィルタ等の波長選択デバイスを光路に縦列に接続し、この波長選択デバイスの角度調整および温度調整により出力光の波長を可変にする構成がある。さらに、別の具体例としては、白色レーザ等の広帯域光源の出力側にチューナブル光フィルタを設けることによって出力光の波長を可変にする構成もある。このような波長可変光源は、広い波長帯域の励起光を一台の光源でサポートできるため、励起光源数の低減に有効である。
【００５５】
ラマン増幅器１０に適用する励起光合波部１２の具体例としては、光サーキュレータやマッハツェンダー干渉計型導波路、インターリーバー、膜フィルタ、融着カプラなどを挙げることができる。
また、例えば図８に示すように、波長選択デバイスとして膜フィルタ４０を用い、その膜フィルタ４０の位置を励起光の波長の変化に応じてメカニカルに移動させて制御することにより透過波長特性を可変にする構成を採用することも可能である。上記の膜フィルタ４０は、透過波長特性が長手方向に変化する領域４０Ａ〜４０Ｃを有し、例えば各領域４０Ａ，４０Ｃが図９に示すような透過波長特性を持つように設定することで、波長λ1，λ2の励起光を低損失で合波することができる。膜フィルタ４０により合波された励起光は集光レンズ４１を介して光ファイバ４２内に入射されることになる。なお、上記のような構成においては、入射光に対して膜の位置を平行移動してスライドさせることが条件とされ、合波した励起光の結合位置が膜の移動によって影響されないようにするものとする。
【００５６】
ここで、前述したような波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の各具体例を組み合わせた好ましい構成の一例を以下に示しておく。
図１０は、波長可変励起光発生部１１として波長可変機能付きマルチ波長タイプのファイバラマンレーザを用いた一例を示す要部構成図である。
図１０において、波長可変機能付きマルチ波長タイプのファイバラマンレーザ１０Ａは、前述の図７に示した具体例に対応するものであって、単一のファイバラマンレーザから複数の波長光Ｐ1〜ＰNを含んだ励起光が出力される。従って、この波長可変機能付きマルチ波長タイプのファイバラマンレーザ１０Ａは、励起光合波部１２としての機能も同時に備えていることになる。このようなファイバラマンレーザ１０Ａから出力される励起光は、ここでは励起光供給部１３としての光サーキュレータ１３Ａを介して光伝送路１に供給されるとともに、その一部がモニタ励起光Ｐｍとして分岐部１４で分岐されて励起光モニタ部１５に送られる。このように、波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２として波長可変機能付きマルチ波長タイプのファイバラマンレーザ１０Ａを用いることにより、ラマン増幅器１０の構成の簡略化を図ることが可能である。
【００５７】
図１１は、波長可変励起光発生部１１として半導体レーザをベースとした波長可変光源を用い、励起光合波部１２としてマッハツェンダー干渉計型導波路合波器を用いた一例を示す要部構成図である。
図１１の構成では、例えば、２台の波長可変光源１１Ｂ1，１１Ｂ2からそれぞれ出力される各励起光が、透過波長特性可変のマッハツェンダー（ＭＺ）干渉計型導波路合波器１２Ａによって波長多重され、分岐部１４および光サーキュレータ１３Ａを介して光導波路１に供給される。具体的には、波長可変光源１１Ｂ1，１１Ｂ2から波長λ1，λ2の各励起光が出力されるとき、ＭＺ干渉計型導波路合波器１２Ａは、図１２に示すような透過波長特性となり、励起光管理部１９によって各波長可変光源１１Ｂ1，１１Ｂ2の波長が変えられると、それと同時にＭＺ干渉計型導波路合波器１２Ａの透過波長特性も温度制御などにより制御される。
【００５８】
なお、ここでは２台の波長可変光源１１Ｂ1，１１Ｂ2を用いる構成を示したが、３台以上の波長可変光源を組み合わせることも可能である。
図１３は、上記の図１１に示した構成の変形例を示す要部構成図である。
図１３の構成では、図１１の構成におけるＭＺ干渉計型導波路合波器１２Ａに代えて、前述の図８に示したような膜フィルタを用いた合波器１２Ｂが用いられる。このような変形例では、合波器１２Ｂの内部における部品の配置をメカニカルに変化させるなどして、合波器１２Ｂの可変の透過波長特性が制御されるようになる。
【００５９】
図１４は、上記の図１１に示した構成の他の変形例を示す要部構成図である。
図１４の構成では、例えば、波長可変励起光発生部１１として半導体レーザをベースとした３台の波長可変光源１１Ｂ1〜１１Ｂ3が用いられ、各波長可変光源１１Ｂ1〜１１Ｂ3から出力される励起光が、２つの光サーキュレータ１２Ｃ1，１２Ｃ2および３つのファイバブラックグレーティング（ＦＢＧ）１２Ｄ2，１２Ｄ3，１２Ｄ3によって合波され、分岐部１４および光サーキュレータ１３Ａを介して光導波路１に供給される。具体的には、波長可変光源１１Ｂ3から出力される波長λ3の光は、光サーキュレータ１２Ｃ2を通り、波長可変光源１１Ｂ2と光サーキュレータ１２Ｃ2の間の光路上に挿入された波長λ3の光を反射するＦＢＧ１２Ｄ3で反射され、波長可変光源１１Ｂ2から出力される波長λ2の光とともに光サーキュレータ１２Ｃ2を通って光サーキュレータ１２Ｃ1に送られる。そして、光サーキュレータ１２Ｃ1を通過した波長λ2，λ3の各光は、波長可変光源１１Ｂ2と光サーキュレータ１２Ｃ1の間の光路上に挿入された、波長λ2の光を反射するＦＢＧ１２Ｄ2および波長λ3の光を反射するＦＢＧ１２Ｄ3でそれぞれ反射され、波長可変光源１１Ｂ1から出力される波長λ1の光とともに光サーキュレータ１２Ｃ1を通って分岐部１４に送られる。これにより、各波長λ1〜λ3の光を合波した励起光が光サーキュレータ１３Ａを介して光伝送路１に供給される。このような構成では、各波長可変光源１１Ｂ2，１１Ｂ3の出力波長の変化に応じて、ＦＢＧ１２Ｄ2，１２Ｄ3の温度を制御するかまたは応力を与えることによって各々の反射波長が調整される。
【００６０】
図１５は、上記の図１４に示した構成の変形例を示す要部構成図である。
図１５の構成では、図１４の構成における光サーキュレータ１２Ｃ1，１２Ｃ2およびＦＢＧ１２Ｄ2，１２Ｄ3に代えて、２つの３ｄＢカプラ１２Ｅ1，１２Ｅ2が多段に接続され、各波長可変光源１１Ｂ1〜１１Ｂ3から出力される波長λ1〜λ3の各光が合波される。このような変形例では、各々の３ｄＢカプラ１２Ｅ1，１２Ｅ2ごとに励起光のパワーが半減することになるが、各波長可変光源１１Ｂ1〜１１Ｂ3の出力パワーに余裕があれば十分なパワーの励起光を光伝送路１に与えることができる。また、各３ｄＢカプラ１２Ｅ1，１２Ｅ2から出力される光サーキュレータ１３Ａ側には送られない励起光（図１５の点線で示したポートから出力される励起光）は、例えば他の部位のラマン増幅等に利用することが可能である。
【００６１】
図１６は、上記の図１４に示した構成の他の変形例を示す要部構成図である。
図１６の構成では、図１４の構成における光サーキュレータ１２Ｃ1，１２Ｃ2およびＦＢＧ１２Ｄ2，１２Ｄ3に代えて、２つのインターリーバ１２Ｆ1，１２Ｆ2が多段に接続され、各波長可変光源１１Ｂ1〜１１Ｂ3から出力される波長λ1〜λ3の各光が合波される。波長可変光源１１Ｂ2，１１Ｂ3からの各出力光が入力されるインターリーバ１２Ｆ2は、透過波長域の周期がＴ2に設定されていて、そのインターリーバ１２Ｆ2からの出力光および波長可変光源１１Ｂ1からの出力光が入力されるインターリーバ１２Ｆ1は、透過波長域の周期がインターリーバ１２Ｅ2よりも長いＴ1（＞Ｔ2）に設定されている。このような公知のインターリーバ１２Ｆ1，１２Ｆ2を利用することによっても、各波長λ1〜λ3の励起光を低損失で合波して光サーキュレータ１３Ａを介して光伝送路１に供給することが可能である。
【００６２】
なお、上述したような波長可変励起光発生部１１および励起光合波部１２の各具体例の組み合わせは単なる一例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
上述してきたような本発明のラマン増幅器は、光伝送路上のＷＤＭ信号光をラマン増幅して伝送する各種のＷＤＭ光通信システムに適用可能である。図１７は、本発明によるラマン増幅器を適用したＷＤＭ光通信システムの一例を示したものである。図１７のＷＤＭ光通信システムは、光送信局２と、光受信局３と、それら送受信局間を接続する光伝送路１と、この光伝送路１の途中に所要の間隔で配置される複数の光中継局４とから構成され、本発明のラマン増幅器１０が、各光中継局４内の光増幅器として用いられる。また、ここでは図示しないが、光送信局２に設けられるポストアンプや光受信局３に設けられるプリアンプなどについても本発明のラマン増幅器１０を適用してもよい。このようなＷＤＭ光通信システムに適用されるラマン増幅器１０は、分布定数型および集中型のいずれかの構成を必要に応じて適宜に選択することが可能である。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００６３】
（付記１）  信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、該増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するラマン増幅器であって、
波長およびパワーの少なくとも一方を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、該各励起光を合波して前記増幅媒体に供給する励起光供給手段と、
信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、当該運用状況の時間的な変化に同期して、前記励起光供給手段による励起光の供給状態を制御する励起光制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とするラマン増幅器。
【００６４】
（付記２）  付記１に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光供給手段は、前記励起光制御手段から出力される制御信号に従って、波長およびパワーの少なくとも一方が制御された複数の励起光を発生する励起光発生部と、該励起光発生部から出力される複数の励起光を合波する励起光合波部と、該励起光合波部で合波された励起光を前記増幅媒体に供給する励起光供給部と、を有することを特徴とするラマン増幅器。
【００６５】
（付記３）  付記２に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光合波部は、透過波長特性を変化させることが可能であり、前記励起光制御手段から出力される制御信号に従って、前記透過波長特性が制御されることを特徴とするラマン増幅器。
【００６６】
（付記４）  付記１に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、前記信号光の伝送に関する運用状況を示す情報に基づいて、運用状況の変化後における励起光の供給状態の目標値を算出し、当該運用状況の時間的な変化に対応させて前記複数の励起光に対する制御の優先度を設定し、該優先度に応じて決定した変更手順に従って、運用状況の時間的な変化と同期をとりながら、励起光の供給状態が前記目標値に近づくように前記励起光供給手段を制御することを特徴とするラマン増幅器。
【００６７】
（付記５）  付記４に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、運用状況の変化前における励起光の波長が、運用状況の変化後における信号光の波長に一致するか若しくは近接するとき、当該励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定することを特徴とするラマン増幅器。
【００６８】
（付記６）  付記４に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、運用状況の変化過程にある信号光の波長帯域についてのラマン増幅を担う励起光に対する制御の優先度を他の励起光よりも高く設定することを特徴とするラマン増幅器。
【００６９】
（付記７）  付記４に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光制御手段は、信号光とともに伝達される監視制御信号に基づいて、前記信号光の伝送に関する運用状況を示す情報および当該運用状況の時間的な変化についての情報を含んだシステム運用情報を生成するシステム管理部と、該システム管理部から伝えられるシステム運用情報に基づいて、前記目標値を算出するとともに前記優先度に応じた変更手順を決定し、該変更手順に従って、運用状況の時間的な変化と同期をとりながら、励起光の供給状態が前記目標値に近づくように前記励起光供給手段を制御する励起光管理部と、を有することを特徴とするラマン増幅器。
【００７０】
（付記８）  付記１に記載のラマン増幅器であって、
前記励起光供給手段によって増幅媒体に与えられる励起光の供給状態をモニタする励起光モニタ手段を備え、
前記励起光制御手段は、前記励起光モニタ手段のモニタ結果に応じて、前記励起光供給手段のフィードバック制御を行うことを特徴とするラマン増幅器。
【００７１】
（付記９）  付記１に記載のラマン増幅器であって、
前記増幅媒体を伝搬してラマン増幅された信号光の出力状態をモニタする信号光モニタ手段を備え、
前記励起光制御手段は、前記信号光モニタ手段のモニタ結果に応じて、前記励起光供給手段による励起光の供給状態の微調を行うことを特徴とするラマン増幅器。
【００７２】
（付記１０）  波長の異なる複数のチャネル光を含んだ波長多重信号光をラマン増幅して伝送する波長多重光通信システムにおいて、
付記１に記載のラマン増幅器を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【００７３】
（付記１１）  信号光が伝搬する光伝送路上の増幅媒体に励起光を供給し、該増幅媒体を伝搬する信号光をラマン増幅するときの制御方法であって、
波長およびパワーの少なくとも一方を変化させることが可能な複数の励起光を発生し、該各励起光を合波して前記増幅媒体に供給するとき、
信号光の伝送に関する運用状況を示す情報を基に、当該運用状況の時間的な変化に同期して、前記励起光の供給状態を制御することを特徴とするラマン増幅の制御方法。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、システムの運用状況の時間的な変化に応じて励起光の供給状態が制御されるため、運用状況のダイナミックな変化に対して単一品種のラマン増幅器により柔軟に対応することが可能であり、運用中のサービスに影響を与えることなく良好な伝送品質を保って信号光をラマン増幅することができる。また、運用状況の変化に応じて励起光の供給状態を最適化することができるため、ラマン増幅器の低消費電力化を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるラマン増幅器の基本構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明のラマン増幅器における励起光の供給状態の最適化に関する基本手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明のラマン増幅器におけるＳバンド増設時の制御動作を説明するための図である。
【図４】本発明のラマン増幅器におけるフルチャネル運用から２チャネル運用への変化時の制御動作を説明するための図である。
【図５】本発明のラマン増幅器における低消費電力化（高効率化）を説明するための概念図である。
【図６】本発明のラマン増幅器を構成する波長可変励起光発生部に用いられる半導体レーザをベースとした波長可変光源の構成例を示す図である。
【図７】本発明のラマン増幅器を構成する波長可変励起光発生部に用いられるファイバレーザをベースとした波長可変光源の構成例を示す図である。
【図８】本発明のラマン増幅器を構成する励起光合波部の具体的な構成例を示す図である。
【図９】図８の構成例における膜フィルタの透過波長特性を説明するための図である。
【図１０】本発明のラマン増幅器について、波長可変機能付きマルチ波長タイプのファイバラマンレーザを用いた具体例を示す要部構成図である。
【図１１】本発明のラマン増幅器について、半導体レーザをベースとした波長可変光源とマッハツェンダー干渉計型導波路合波器を用いた具体例を示す要部構成図である。
【図１２】図１１の具体例におけるマッハツェンダー干渉計型導波路合波器の透過波長特性を説明するための図である。
【図１３】図１１に示した構成の変形例を示す要部構成図である。
【図１４】図１１に示した構成の他の変形例を示す要部構成図である。
【図１５】図１４に示した構成の変形例を示す要部構成図である。
【図１６】図１４に示した構成の他の変形例を示す要部構成図である。
【図１７】本発明にかかるラマン増幅器を適用したＷＤＭ光通信システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１    光伝送路
２    光送信局
３    光受信局
４    光中継局
１０    ラマン増幅器
１１    波長可変励起光発生部
１２    励起光合波部
１３    励起光供給部
１４，１６    分岐部
１５    励起光モニタ部
１７    信号光モニタ部
１８    システム管理部
１９    励起光管理部
Ｐ    励起光
Ｓ    信号光
【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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【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】
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【図１７】
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