(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送信バンドの光信号を増幅するための第１の励起光源を持つラマン光増幅器に、上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンドの光信号を増幅する為の第２の励起光源を増設することによって、上記第１の送信バンドの光信号及び上記第２の送信バンドの光信号を増幅するようにする光増幅器の増幅帯域拡大をする方法であって、
上記ラマン光増幅器が動作中に、上記第１の励起光源の他に、上記第１の励起光源の増幅する波長帯域と相互に重なる増幅する波長帯域を有する上記第２の励起光源を物理的に接続する第１ステップと、
上記ラマン光増幅器が動作中に、上記第２の励起光源を点灯し、その後の一定期間である過渡期間中、上記第１及び第２の励起光源の強度を、上記第１の送信バンドの総合利得特性が上記第２の励起光源を点灯する前の利得特性と等しくなるように制御する第２ステップとを有する光増幅器の増幅帯域拡大方法。
【請求項２】
第１の送信バンドの光信号を増幅するための第１の励起光源を持つラマン光増幅器に、上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンドの光信号を増幅する為の第２の励起光源を増設することによって、上記第１の送信バンドの光信号及び上記第２の送信バンドの光信号を増幅するようにする光増幅器の増幅帯域拡大をする方法であって、
上記第１の励起光源の他に、上記第１の励起光源の増幅する波長帯域と上記第２の励起光源の増幅する波長帯域とが相互に重なる第２の励起光源をあらかじめ備えておき、
上記ラマン光増幅器が動作中に、上記第２の励起光源を点灯し、その後の一定期間である過渡期間中、上記第１及び第２の励起光源の強度を、上記第１の送信バンドの総合利得特性が上記第２の励起光源を点灯する前の利得特性と等しくなるように制御することを特徴とする光増幅器の増幅帯域拡大方法。
【請求項３】
第１の送信バンドの光信号を増幅するための第１の励起光源を持つラマン増幅器と、
上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンドの光信号を増幅させるための第２の励起光源が出力する励起光を上記ラマン増幅器に導入する接続ポートと、
上記第２の励起光源を点灯後の上記第１の送信バンドの総合利得特性が上記第２の励起光源を点灯する前の第１の送信バンドの利得特性と等しい利得特性を持つように上記第１の励起光源の強度を自動的に制御する制御部と、を備え、
上記第１の励起光源の増幅する波長帯域と上記第２の励起光源の増幅する波長帯域とが相互に重なっていることを特徴とする光増幅器。
【請求項４】
第１の送信バンドの光信号を増幅するための第１の励起光源を持つラマン増幅器と、
上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンドの光信号を増幅させる為の、点灯されていない非活性の第２の励起光源と、
上記第２の励起光源と上記ラマン増幅器とを接続する接続ポートと、
上記第２の励起光源を点灯後の上記第１の送信バンドの総合利得特性が上記第２の励起光源を点灯する前の第１の送信バンドの利得特性と等しい利得特性を持つように上記第１の励起光源の強度を自動的に制御する制御部と、を備え、
上記第１の励起光源の増幅する波長帯域と上記第２の励起光源の増幅する波長帯域とが相互に重なっていることを特徴とする光増幅器。
【請求項５】
上記制御部は、上記第２の励起光源を点灯した後の一定期間である過渡期間において、上記第１の励起光源による利得特性との総合利得特性が上記第１の送信バンドにおいて、上記第２の励起光源を点灯する前の利得特性と等しくなるように上記第１及び第２の励起光源の強度を経時的に制御する励起光源制御部をもつことを特徴とする請求項３又は４記載の光増幅器。
【請求項６】
請求項３、４又は５記載の光増幅器であって、更に集中型光増幅器が組み合わされたことを特徴とする光増幅器。
【請求項７】
上記ラマン増幅器が光ファイバ伝送路を増幅媒体とした分布型ラマン増幅器であることを特徴とする請求項３ないし６の一つに記載の光増幅器。
【請求項８】
請求項３ないし７の何れか１つに記載の光増幅器であって、上記制御部が上記第２の励起光源の点灯前後の第１の励起光の強度を記憶したテーブルと、上記テーブルを使用して上記第１及び第２の励起光源の制御情報に変えるコントローラとを持つことを特徴とする光増幅器。
【請求項９】
請求項３ないし７の何れか１つに記載の光増幅器であって、上記第２の励起光源の点灯前後の第１及び第２の送信バンド近傍の光信号を取り出すフィルタと、上記フィルタの出力を上記第１及び第２の励起光源の制御情報として、上記制御部に加える手段を持つことを特徴とする光増幅器。
【請求項１０】
請求項３ないし７の何れか１つに記載の光増幅器であって、上記制御部が上記第１又は第２の送信バンドで送信された光信号の強度又はＡＳＥレベルを取り出し、その光信号の強度又はＡＳＥレベルの情報を用いて、上記第１及び第２の励起光源の制御情報とする手段を持つことを特徴とする光増幅器。
【請求項１１】
請求項１記載の光増幅器の増幅帯域拡大方法の第１及び第２ステップを行うために用いられる増設ユニットであって、
上記増設ユニットは、上記ラマン光増幅器とは分離可能であり、上記ラマン光増幅器に接続されることによって、上記ラマン光増幅器に対して、上記第１の励起光源の他に、上記第２の励起光源を物理的に接続するものであり、
上記第２の励起光源と、
上記ラマン光増幅器が動作中に、上記第２の励起光源を点灯し、その後の一定期間である過渡期間中、上記第１及び第２の励起光源の強度を、上記第１の送信バンドの総合利得特性が上記第２の励起光源を点灯する前の利得特性と等しくなるように制御する制御手段と、を有し、
上記第１の励起光源の増幅する波長帯域と上記第２の励起光源の増幅する波長帯域とが相互に重なっていることを特徴とする増設ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器の増幅帯域拡大方法及び光増幅器、更に詳しく言えば、光ファイバ等の光励起された増幅媒体に励起光源を増設して、伝送光信号の増幅帯域を拡大する光増幅器の増幅帯域拡大方法及びそれに使用する光増幅器に関するものであって、特に、光情報通信に用いる光ファイバラマン増幅器、光中継機等に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ中に波長の異なる複数の光信号を多重して情報伝送を行う波長多重（ＷＤＭ）光伝送方式は光ファイバ通信の大容量化に極めて有効な手法である。このような光信号の中継／増幅にはＥＤＦＡ(Erbium−doped Fiber Amplifier)等の希土類添加光ファイバ増幅器や、半導体光増幅器、光ファイバラマン増幅器等の光ファイバ増幅器が用いられる。
【０００３】
ＷＤＭ伝送装置はこれらの光増幅器を組み合わせて、数１０ｋｍの光ファイバの伝送によって減衰した光信号を繰り返し増幅することで、数１００〜数１０００km以上伝送することができる。従来、商用ＷＤＭ伝送装置の光増幅器としてはＥＤＦＡが広く用いられている。ＷＤＭ伝送装置の広帯域・大容量化が進み、従来のＥＤＦＡの持つ増幅帯域（従来のＣ−band用光増幅器では１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの３０ｎｍ程度）では伝送帯域が不足し、波長帯域の異なるＬ−band用ＥＤＦＡ（１５７０〜１６００ｎｍの３０ｎｍ程度）を並列に並べ、帯域分割を行い帯域毎に異なる光増幅器で増幅することにより伝送容量を倍化することが検討されている。伝送システムによってはさらに１３００ｎｍ帯やＳ−band（１４９０〜１５２０ｎｍ）帯域の光増幅器の使用も検討されている。
【０００４】
このようにＷＤＭ伝送装置では、初期導入コストの低減や将来の需要増に対する伝送容量の余裕を持たせるため、増幅帯域毎に光増幅器を増設する方式が広く採用されている。
【０００５】
図２は帯域の異なる複数の集中型光増幅器を光中継器に適用した従来の例を示す。波長多重された光信号１０１は、光ファイバ伝送路１０２−１を伝送された後、光中継器１０８で増幅され光ファイバ伝送路１０２−２に出力される。初期導入時は、信号波長数が少ないため帯域増設用光増幅器１０７（斜線部）は設置されておらず、光信号の増幅は既存の光増幅器１０４のみで行う。例えば、既存の光増幅器１０４としてはＣ−band用のＥＤＦＡ等が広く用いられる。将来の帯域増設に備え、既存の光増幅器１０４の前後には、帯域分割用光分波器１０５と帯域合成用光合波器１０６が配置されている。
【０００６】
上記公知の方法は、予め帯域増設用の合分波器１０５が用意されているため、帯域増設用の光増幅器１０７を設置するだけで簡単に帯域増設が可能となる。帯域増設用の光増幅器としては、例えばＬ−bandやＳ−band、１３００ｎｍ帯等の光増幅器が使用可能である。実際の光伝送装置では、必要に応じてＣ−band等の一つの帯域をさらに複数の帯域に細分しそれぞれ増設したり、また既存の帯域としてＬ−band等を使用することもできる。
【０００７】
近年これらの光増幅器に加え、光ファイバを増幅媒体とする光ラマン増幅器（以下単にラマン増幅器と呼ぶ）の適用が検討されている。ラマン増幅とは強い励起光（数１０ｍＷ〜数Ｗ）を光ファイバに入射すると、非線型効果の一種であるラマン効果によって励起波長から長波長側約１１０ｎｍの範囲で光利得が発生する現象である。利得の大きさは一定ではなく励起光の波長から約１００ｎｍ離れた点をピークとし、励起波長までなだらかに減衰するおおよそ三角形形状の利得特性をもつ。ラマン増幅の一般的な使用法では、ラマン励起光源は光中継器や光端局等に配置され、伝送路の光ファイバに向けて信号光と並進又は逆進方向に励起光を伝送し、伝送路光ファイバそのものを利得媒体として用いて信号増幅を行う。ラマン増幅器を用いて波長多重信号を増幅する際には、複数の波長の励起光を用い、各励起光の強度を適切な比に設定し、波長多重信号の波長帯域内で光利得が平坦になるようにするのが一般的であり、このような方法で１００ｎｍ程度まで平坦な利得が得られることが知られている。
【０００８】
一方、商用に供されたラマン増幅器はほとんど存在しないが、ラマン増幅と集中型光増幅を併用することによって従来の集中型光増幅器のみを用いた場合より、光信号の信号雑音比（Ｓ／Ｎ）を改善でき伝送距離を拡大できるため、その適用が検討されている。例えば、国特許ＵＳP６１１５１７４号（献１）は、ラマン利得を信号パワーや信号利得形状の変化に用いる手法が提示されている。
【０００９】
しかし、文献１は、特定の波長範囲の信号の増幅特性の設定に関するものであり、既存の増幅器の波長範囲（増幅帯域）に、異なった波長範囲の信号を含ませるために、増幅帯域を拡大し、帯域や励起光源の増設については全く検討されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ラマン増幅器は、従来の集中型光増幅器と違い、利得媒体である光ファイバが全波長の光信号に共用であり、既存波長帯域と増設波長帯域間で利得の干渉があるため、各帯域毎に独立に増設が行えない。ラマン励起光源の波長数を増やせば、利得の平坦性を改善し利得帯域を拡大できることは知られているが、単純に励起光源の増設を行うと既存・新規の励起光源が発生する光利得帯域が相互に重なっており、増設後の利得特性を平坦又は所望の形状にすることができなくなる問題がある。この問題を更に詳しく説明する。
【００１１】
図３はラマン増幅器の利得の合成を模式的に示した図である。（ａ）は既存の帯域としてＣ−bandを使用し、この帯域で利得が１０ｄＢでほぼ平坦（例えば１ｄＢ以下）となるように励起光の波長と強度を調整した例である。これに対し、(ｂ)は励起光源の波長を長波長側にシフトしＬ−bandで同様に利得が平坦になるように設定した例である。（ａ）の状態に、（ｂ）で使用する励起光をそのまま単純に増設した場合の合成利得の例を（ｃ）に示す。本例（ｃ）は利得が線形に加算されたと仮定した単純な例であるが、その場合でも（ａ）、（ｂ）のそれぞれの帯域は互いの他の帯域に利得が伸びているため、両者の合成は（ｃ）に示す形状となる。この結果、既に光信号が伝送されているＣ−bandの利得が最大１０ｄＢ倍程度も変化が生じ光信号に大きな劣化が発生する可能性がある。またＬ−band側も利得帯域が平坦でなくなってしまい、１５７０ｎｍ付近のように波長によっては利得が大きくずれ伝送不能になってしまう。実際のラマン増幅器においては、波長多重されたラマン励起光同士がラマン効果で相互作用する現象が知られており、このため利得の合成は非線型なものとなり励起光の増設はさらに困難になる。
【００１２】
上述のように、既に光信号の伝送されている波長帯域に利得の変化が生じると、その光信号に大きな強度変化が生じる。この結果、光信号の強度が増大し光ファイバの非線型性効果を増加させて伝送劣化を生じ、波長多重信号の一部の信号極端に増幅されるため他の光信号の利得を減少させ、信号ＳＮ比を劣化させる。また信号強度の変化によって受信機許容入力範囲を越え受信機を破壊し、励起光の増設時の急激なパワーの変化に受信機の利得可変制御（ＡＧＣ）が不十分となり、伝送誤りが発生する可能性もある。増設後の新規帯域においても、増設後の利得形状を平坦にできないため同様の問題が発生する可能性がある。例えば、受信機内の論理識別レベルは通常５０％付近に設定されている。従って、増設時に光信号利得が急激に３dB低下すると、受信機内の受信信号の振幅は50％に低下し、識別レベル下回り完全に受信不能となる。従って、第1帯域の利得変動は少なくとも２dB低下に抑える必要がある
従って、本発明の主な目的は、上述のような問題点を解決した光増幅器を、すなわち、既存帯域の光信号の劣化を防止すると共に、既存帯域の利得を保持したまま新規波長帯域を増設する光増幅器の増幅帯域の拡大方法、それに使用する利得媒質を共用した広帯域光増幅器及びそれに用いる装置を実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光増幅器の増幅帯域拡大方法は、第１の送信バンドの光信号を増幅するための第１の励起光源を持つ光増幅器を用い、上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンドの光信号も所定の利得特性で増幅するように光増幅器の増幅帯域を拡大する方法であって、
上記第１の励起光源の他の第２の励起光源を増設する第１ステップと、
第１ステップの後上記第１の励起光源及び第２の励起光源を、上記第１の送信バンド及び上記第２の送信バンドの利得特性が所定の利得特性を持つように制御する第２ステップとを有する。
【００１４】
ここで、第１及び第２の励起光源は、単一である必要は無く複数であってもよい。また、上記第２の励起光源を増設するとは、物理的に第２の励起光源を接続し、点灯する場合と、点灯されていない励起光源は前もって備えられ、それを点灯（活性化する）する場合が含まれる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態では、光増幅器は分布ラマン増幅器に、希土類添加光ファイバ増幅器や半導体光増幅器等の集中型光増幅器を併用することによって特に実用性を高めることができる。更に本発明の他の好ましい実施の形態では、上記第２ステップにおいて、第２の励起光源の増設過渡状態での伝送信号の劣化を防止するため、増設する励起光源を点灯する際に、既存（第１の励起光源）及び増設励起光源（第２の励起光源）の一部又は全ての出力強度を同時に変更し、増設前の励起光強度から、増設途中（一定期間の過渡期間中）増設後の励起光強度に至る過渡状態の励起光強度を各時点において励起光源の強度を総合利得特性が所定の特性持つように経時的に制御することによって、稼動中の光増幅器に帯域の異なる信号を加えて増幅する場合に、信号光の利得や強度変化によるを信号光の劣化を少なく行うことができる。過渡状態での励起光強度の設定方法は、例えば、増設前と増設後の出力強度もしくは各波長の励起光源の出力強度の比を、時間に対して略線形に変化させて増設後の状態に移行すれば簡単に実現できる。これは励起光間に多少の相互作用がある場合でも有効である。
【００１６】
更に上記目的を達成するため、本発明の光増幅器は、第１の送信バンド（増設前の増幅帯域）の光信号を増幅するため第１の励起光源を持つラマン増幅器と、上記第１の送信バンドと異なる第２の送信バンド（増設後の増幅帯域）の光信号を上記ラマン増幅器で増幅させるための第２の励起光源を増設するための手段とを有し、上記第１の励起光源が、上記第１の送信バンド及び上記第２の送信バンドの利得特性が所定の利得特性を持つように制御可能に構成される。
【００１７】
上記第２の励起光源を増設するための手段は上記第２の励起光源が接続され、かつ電気的に非活性のときを含む。
【００１８】
本発明の光増幅器の好ましい実施形態では、第２の励起光源の増設前後の少なくとも一方に、ラマン光増幅器に集中型光増幅器が組み合わされる。また、上記第１及び第２の励起光源の波長又は強度の少なくとも一方を一定にするように制御する設定手段をもつ。
【００１９】
本発明は、特に光信号の増幅手段として光ファイバ伝送路を増幅媒体とした分布型ラマン増幅を用いる分布型光増幅器を用いる場合に有効であり、励起光源の増設の前後で、既存の光信号の増幅利得もしくは既存の光信号の強度が略一定であるようにすることによって、既存の光信号の強度変化を防止できるため、光ファイバ非線型効果やＳＮ劣化による光信号の伝送劣化、受信機の入力範囲の逸脱や受信機破壊等を防ぐことが可能となる。例えば利得や光強度の変化を２ｄＢ以下とすることによって大きな劣化を防止できる。
【００２０】
また、これら既存及び増設励起光源の出力強度や出力強度の比の増設前・増設後・過渡値は、電子情報や基準電圧として装置内に記憶したり、監視信号・ヘッダ情報等を用いて外部から取得したり、増設時に上記増設励起光源とともに供給構成としてもよい。また、既存の光信号が伝送される波長帯域の利得、ないし利得特性の形状を制御する可変利得等化器を備え、増設の前後もしくは過渡状態において、既存の光信号の利得もしくは光強度を一定に保つように構成してもよい。
本発明による上述及び他の特徴、効果は以下の発明の実施の形態により更に詳しく説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による光増幅器の第１の実施形態を示す構成図である。本実施形態は、分布型ラマン増幅を持つ光中継器１００を構成するものである。本実施形態では、波長多重された光信号１０１は、光ファイバ伝送路１０２−１を伝送後、光中継器１００で増幅され光ファイバ伝送路１０２−２に出力される。光増幅には、ラマン励起光合波器１０３から入力される逆進ラマン励起光１１３が光伝送路１０２中で引き起こす分布ラマン増幅と、ＥＤＦＡ等の集中型光増幅器１０９による増幅が併用されている。ラマン励起光源としては、増幅帯域拡大前は、互いに波長の異なる既存のラマン励起光源１１１−１と１１１−２が配置され、これらの出力光が合波器１１０によって合波されたのちに、ラマン励起光合波器１０３によって光ファイバ伝送路１０２−１に接続される。
【００２２】
合波器１１０には増幅帯域拡大に備えて、点灯されていない非活性の励起光源１１２が接続ポート１１４−１を介して接続され、また新たな励起光源接続のためのポート１１４−２が設けられている。
【００２３】
ラマン励起光源１１１−１、１１１−２の出力強度は、利得媒質である光ファイバ伝送路１０２−１の特性に合わせて、既存すなわち帯域増設前の波長帯域及び増設後の波長帯域での信号光の利得特性が平坦になるように制御可能に構成される。利得形状すなわち波長と利得の関係を示す特性図の形状は、中継器１００の特性に合わせて意図的に傾斜するように設定されていたり、自動制御されている場合もある。既存の励起光源数は制限されないが、低コスト化のため増設前の励起光源数は一部の波長帯域（既存の波長帯域）のみを平坦にする程度の個数にする。増設する励起光源の数に制限はなく、同時に複数個の波長を増設してもよい。
【００２４】
増幅帯域拡大時は、前励起光源１１２を点灯又はポート１１４−２に励起光源を追加点灯する。これによって、新規の帯域に利得が生じるが、同時に既存の波長帯域においても利得の変化が生じる。本実施形態では既存の励起光源１１１−１、１１１−２の出力強度を変化させることによって、励起光源１１２の点灯後も既存の帯域の各信号光の利得や強度を一定に維持する。なお励起光源１１２の増設に伴い、新規の波長の光信号の増設も行うことになるが、この信号はまだ光情報の伝送等のサービスを開始していないので、光信号の増設は励起光源の点灯前でも後でもよい。
【００２５】
なお励起光源の点灯方法や強度の調整の方法は手動でも、自動制御でもよい。ラマン励起光源は必要に応じて偏波多重されている場合もあり、図に示した合波器１０３は励起光を合成する作用さえあれば必ずしも波長合波器でなくてよい。損失は増加するが、例えば波長依存性の無い光カプラや光サーキュレータ等を用いることもできる。本実施形態は信号光との下流側から励起を行う逆進励起型であるが、上流側から励起を行う並進励起の構成でも、また両励起の併用でもよい。
【００２６】
励起光源としては、一般には半導体レーザが広く用いられるが、固体レーザや光ファイバリングレーザ等の他形式のものも使用できる。
【００２７】
励起光源の実装形態も、半導体レーザ単体をソケットに挿入する形態や、コントローラを一体にした励起光源ユニットを実装する形態がある。励起光源増設ポート１１４は、光ファイバコネクタであっても、ファイバ素線をスプライスする構成等の手段、もしくは空間中でコリメートされた光信号をレンズ系で結合する構成でもよい。
【００２８】
図４は本発明による光増幅器の第２の実施形態を示す構成図である。なお 本実施形態及び他の実施形態を示す図において、実質的に同じ機能及び構成部については同一番号を付して詳細な説明を省く。 本実施形態は、集中型光増幅器であるＥＤＦＡと分布ラマン増幅器を利得媒質として用い、ＥＤＦＡ部とラマン増幅用励起光源がともに増設できる構成である。本構成ではＣ−bandを短波長側のBlue-band（１５３０〜１５４２ｎｍ）と長波長側のRed-band（１５４８〜１５６０ｎｍ）の２つのＥＤＦＡに分割し、さらにＬ−bandのＥＤＦＡ の増設が可能になっている。
【００２９】
増設励起光源が装着されていない初期状態では、集中定数型光増幅器としてはRed-band用のＥＤＦＡ１２２のみが、またラマン励起光源としては、１４３５ｎｍ励起光源１４１と１４５５ｎｍ励起光源１４２が収められたRed-band用励起光源ユニット１３３のみが配置されている。両励起光源１４１、１４２の出力光は上記ユニット１３３内で励起光合波器１３６によって合波された後、励起光源ポート１３０から合波器１１０に入力される。
【００３０】
初期状態では光中継器１００はRed-bandの１２ｎｍの帯域の光信号を増幅する。ラマン励起光源１４１，１４２の出力強度は図５のＳ（増設前）に示す値に設定されている。すなわち、１４３５ｎｍ励起光源１４１の出力強度は３０ｍＷ、１４５５ｎｍ励起光源１４２の出力強度は２００ｍＷである。１４２７ｎｍ励起光源１４０はまだ接続されていないか、点灯されていない状態（非活性）のため出力強度はゼロである。なお図５の出力強度の組み合わせは一例であり、光ファイバの種類や励起光の波長や数、波長帯域によって大きく異なる。
【００３１】
Blue-bandの増設を行う際には、Blue-band用ＥＤＦＡ１２３とBlue-band増設用ラマン励起光源ユニット１３４の増設を行う。ユニット１３４には１４２７ｎｍの励起光源１４０が収められており、その出力光は励起光源増設ポート１３１から合波器１１０に入力される。なお、ＥＤＦＡの構成によってはＣ−bandを一つのＥＤＦＡで増幅することも可能であり、ＥＤＦＡ１２３，１２４のように分割・増設する必要はない。
【００３２】
図６は図５に示した実施例の利得特性を示す図である。同図において、Sは励起光源ユニット１３４の増設前のラマン利得特性を示す。Red-bandでの利得を平坦（９ｄＢ）にするように励起光強度が設定されている。励起光源数・波長が十分でないためBlue-bandの利得は平坦ではなく、１５３０ｎｍ付近ではRed-bandに比べ２ｄＢ程度低下している。
【００３３】
曲線ＥはBlue-band増設用の励起光源ユニット１３４の増設後の利得特性を示す図である。増設した１４２７ｎｍ励起光源１４０の出力を７０ｍＷに設定するとともに、１４５５ｎｍの励起光源１４２の出力を１６５ｍＷに低減している。励起光源の出力の制御によってBlue-bandにおいても、既存のRed-bandとほぼ同じ９ｄＢの利得が得られており、同時に増設の前後でRed-bandの利得がほとんど変化していない。
【００３４】
これに対し、曲線Ｔ２は既存の励起光源１３３の出力光強度を変更せずに、新規の１４２７ｎｍの励起光源１４０を点灯した場合の利得特性を示す。Red-bandの利得は最大２ｄＢの増加が生じている。このような信号パワーの変化が生じると、例えばＥＤＦＡ部分が利得一定制御されている場合には出力パワーの増大により、非線型効果である自己位相変調や相互位相変調効果による信号劣化が生じる。またＥＤＦＡ部分が出力一定に制御されている場合には、ＥＤＦＡへの入力信号強度の増加により、ＥＤＦＡ部分の利得波長依存性が変化し、利得の傾き（ティルト）が生じる可能性がある。本例ではほとんどラマン利得は平坦なままだが、ラマン利得に利得の傾きが生じる場合もあり、このような利得の傾きは利得の少ない波長の光信号のＳＮ低下や利得の大きい波長の非線型現象による劣化等の伝送劣化の要因となる。Red-bandには、すでに顧客の情報信号が伝送されているため、上記信号劣化は顧客の情報伝送サービスの断となり大きな問題となる。
【００３５】
本実施例では、上述のように既存の波長帯域の利得変化が抑制できるため、これらの問題は回避される。また特にラマン増幅においては、利得の時定数がピコ秒オーダと非常に高速であるため、増設中の過渡状態における利得の変化も非常に重要となる。すなわち、励起光源強度を変化させるとすぐにラマン利得が追従するため、励起光強度の変化の過渡状態においても既存帯域の利得が平坦になっていることを保障しないと、その間に既存の光信号の劣化が生じる可能性がある。
【００３６】
図７は上記励起光源ユニットの増設時の過渡状態を考慮した励起光強度の制御方法を説明するための時間と励起光強度との関係を示す。本例では励起光源ユニットの増設前の状態Ｓから増設後の状態Ｅに至る過渡状態において、時刻Ａで全ての励起光強度の変更制御を開始し、時間に対し直線的に光強度を変化させ、全ての励起光強度の変更制御を時刻Ｂで終了させる経時的制御を行う。１４２７ｎｍの励起光強度は時刻Ａで０ｍＷから、時刻Ｂで３０ｍＷに増加、１４５５ｎｍの励起光強度は時刻Ａで２００ｍＷから時刻Ｂで１６５ｍＷに低減する。
【００３７】
ラマン励起利得は、各励起光の引き起こす利得の和となるため、このような単純な制御でも実用上十分に過渡状態の利得の平坦性を保つ。これは励起光間の相互作用が少ない場合に特に有効である。例えば時刻Ｔ１における励起光の強度・利得形状は図５、図６中の特性Ｔ１のようになる。図６の特性Ｔ１はBlue-band領域では特性ＳとＥのちょうど中間の利得を、またRed-band領域ではＳ・Ｅとほとんど変化のない利得を示しており、本実施例によって過渡状態においても既存帯域の利得が変化せず光信号の劣化が抑制されている。
【００３８】
上述の励起光源増設による増幅帯域の拡大方法では、過渡状態の制御時間は例えば数秒〜数分のように十分に時間をかけて行っても支障はなく、制御系の構成には問題は生じない。なお励起光の非線型効果が極めて強い場合には、上記の線形補間は正しく適用できない可能性がある。この場合には増設の途中においても既存帯域での利得平坦が保障されるように非線型の曲線で励起強度を制御すればよい。後述の実施形態で示すように、利得形状や信号強度を観測しながら過渡状態制御を行うこともできる。
【００３９】
図４の実施形態の構成では、さらにＬ−bandの増設ができるように構成されている。この際Ｌ−band用ＥＤＦＡ１２４とＬ−band増設用ラマン励起光源ユニット１３５の増設を行う。励起光源ユニット１３５中には、１４６２ｎｍ励起光源１４３、１４７０ｎｍ励起光源１４４、１４９０ｎｍ励起光源１４５が収められており、その出力光は合波器１３７で合波されたのち、励起光源増設ポート１３２から合波器１１０に入力される。なお合波器１３７は必須ではなく、各波長毎に別個の増設ポートを介して励起光を個別に合波器１１０に入力してもよい。合波器１１０や１０３の構成も必ずしも本例に限らず、励起光を個別の合波器で光ファイバ伝送路中に導く等多数の構成がある。
【００４０】
図８及び図９は、それぞれ上記実施形態におけるＬ−band増設前後のラマン励起光源の出力強度を及び利得特性を示す。これらの図では、図５、６、７におけるBlue-band増設後の特性ＥがＬ−band増設前の特性Ｓとなっている。増設前は図８の特性Ｓのように、増設を行う１４６２、１４７０、１４９０ｎｍ励起光の出力強度はゼロであり、図９中の利得曲線Ｓに示すようにＬ−bandではわずか２ｄＢ程度の利得しか生じていない。増設後の特性Ｅでは６つの励起光の出力強度を図８中の増設後Ｅの状態に調整することにより、利得曲線は図９中の特性Ｅのように設定される。なお、増設後に励起パワーをゼロにするような励起光源があってもよい。本実施例でも、既存の光信号が伝送されるＣ−bandの利得変化は０.５ｄＢ以下に抑制され、同時に増設したＬ−bandにおいても同程度に平坦な利得を生じることができる。
【００４１】
図８、図９中の特性Ｔ２は既存の励起光の強度の調整を行わずに、新規励起光源を増設した場合の例である。この場合Ｌ−band用の励起光源がＣ−bandにおいても大きな利得を発生するため、例えば、１５６０ｎｍにおいては図９の特性Ｔ２のように３ｄＢ程度の大きな利得変化を生じる。ラマン増幅器の利得が大きい場合にはさらに大きな利得変動を生じる場合がある。また増設されたＬ−band側も２ｄＢ以上の大きな利得変動を生じ、帯域内には補償の難しい複雑な形状の利得変動が生じている。これらは前述のような伝送劣化を生じるものであり、増設後の特性Ｅにおける本発明の効果が確認できる。
【００４２】
図１０は、本発明の過渡状態を考慮した他の実施例の過渡利得特性を示す。本実施例でも時刻Ａで全励起光の制御を開始し、時間に対し線形に光強度を変化させ、全ての励起光の制御を時刻Ｂで終了させている。励起光数は増加しているが、制御方法自体は前例と同様であり、例えば時刻Ｔ１における励起光の強度・利得形状は図８、図９中の特性Ｔ１のようになる。図９の利得曲線Ｔ１は新設のＬ−band領域では特性ＳとＥの中間の利得を、またRed-band領域では特性Ｓ及びＥとほとんど変化のない利得を示している。
【００４３】
本実施例では、ラマン利得帯域が広帯域になったため、励起光間の相互作用が生じており、例えば最長波長の１４９０ｎｍ励起光の生じる利得は、他の波長の励起光の有無によって２ｄＢ程度変化することが観測された。このように励起光間に多少の相互作用を生じる場合も、本発明の効果が確認できる。
【００４４】
図１１は本発明による光増幅器の第３の実施形態を示す構成図である。本実施形態は、光中継器を構成するものであり、励起光源増設時の励起光源の光強度を励起光源コントローラ１５０によって制御するものである。励起光源コントローラ１５０中には励起光強度テーブル１５１が配置され、増設前後の励起強度を記憶している。本テーブル１５１はソフトウェア的に半導体メモリやディスクドライブ中に増設前後の励起強度を記憶したり、基準電圧や抵抗分圧等の手法でハードウェア的に設定される。光中継器１００に外部からの帯域増設開始信号１５２が入力されると、励起光源コントローラ１５０は増設用の励起光源１１２の有無を確認し、励起光強度の設定を開始する。すなわち励起光源テーブル１５０を参照し励起光源を増設前後の各励起光源の光強度を読み出し、過渡状態においては各時刻毎に励起光の強度を計算し各励起光強度を設定しつつ、所定時刻経過後に増設後の光強度に至る。図７、図１０の説明のように、過渡状態における各時刻の励起光の強度が単調に変化する場合は、単に増設前後の値の線形補間となり非常に簡単である。
【００４５】
なお帯域増設開始信号１５２は特に必要なものではなく、励起光源の増設や光ファイバの接続等を内部で検出して自動的に帯域の増設、すなわち励起光強度の設定を開始してもよい。必要であれば、装置に備え付けた手動のボタンや、監視信号等を利用した遠隔指令を帯域増設開始信号１５２とすることができる。
【００４６】
励起光強度テーブル１５１に記録する値は増設前・増設後の値に限らず、予め過渡状態における時々刻々の励起光強度の曲線をテーブルや関数形等で記憶してもよい。これは励起光間非線型効果が強い場合等、複雑な補間計算が必要な場合に特に有効である。
【００４７】
また増設前後の励起光源の出力強度を中継器内に記憶せず、監視情報の一部として他の端局や光中継局等から転送する構成としてもよい。また光増幅器内部に計算機を配置し、励起強度を計算したり、テーブルで与えられた値を補正することもできる。この場合には入射光強度等を用いて、ラマン増幅器の飽和状態等を考慮したり、増幅媒体となる伝送路光ファイバ１０２−１の種類や損失を考慮したりできるので、より正確な励起光強度を計算できる。
【００４８】
図１２は図１１の励起光源コントローラ１５０の一構成を示す図である。マイクロコントローラ１５３は増設開始信号１５２を受け、内部のプログラムに従ってフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等に記憶された励起光強度テーブル１５１を読み出す。増設後の時間経過を内部のタイマによって計測し、一定時間経過毎に各励起光源の強度を計算しＡ／Ｄコンバータ１５４に設定する。Ａ／Ｄコンバータ１５４の出力電圧は、レーザ駆動回路１５５−１〜４によって電流に変換され励起光源である半導体レーザを駆動し励起光に変換される。
【００４９】
図１３は本発明による光増幅器の第４の実施形態の構成を示す。本実施形態は増設用励起光源ユニット１６０に増設用励起光源コントローラ１６３を組み込み、精密な励起光制御を行う。増設用励起光源コントローラ１６３内の励起光源情報テーブル１６２には、増設される励起光源１１２−１、１１２−２の個々のレーザの駆動電流と出力強度の関係や、合波器１６４の損失情報等の、装置個別の情報が書き込まれている。これらの情報を盛り込んでより精密な励起光強度の設定を行う。励起光源情報テーブル１６２はフラッシュメモリ等の個別書き換え可能で不揮発性の媒体に記憶するのが特に有効である。増設後の全てもしくは一部の励起光源の出力光強度の設定値を励起光源情報テーブル１６２内に書き込むことも可能であり、この場合励起光源１１２−１、１１２−２の波長や出力強度の設定を中継器１００の設置後に変更することができ、システム構成の柔軟性が増す。
【００５０】
励起光源コントローラ１５０と増設用励起光源コントローラ１６３は内部情報路１６５で接続されており、お互いの情報テーブル内の情報や増設ユニットの有無や各ユニットの状態、増設のタイミング等の情報を互いに受け渡すことができる。例えば、励起光源コントローラ１５０に励起光源増設ポート１６１の損失情報を記憶しておき、これを増設ユニット１６０側に引き渡すことができる。後述の自動制御方式では、励起光の制御信号をそのまま増設用励起光源ユニット１６０に渡し、増設用励起光源ユニット１６０を制御ループ内に組み込むことができる。なお、励起光源コントローラ１５０と増設用励起光源コントローラ１６３は双方が必須ではなく、励起光源情報テーブルやＡ／Ｄコンバータのみを増設ユニット側に配置する等の構成でもよい。
【００５１】
図１４は本発明による光増幅器の第５の実施形態の構成を示す図である。本実施形態は自動的にラマン増幅利得の傾斜を制御する系において本発明を適用したものである。本実施形態は既存のRed-band帯ラマン増幅器に、Blue-band用の励起光源を増設する。光中継器１００では光増幅器から放出されるＡＳＥ（自然放出光）レベルを観測しラマン増幅の利得を求めこれを用いて利得の平坦化の制御を行う。利得形状の制御は必ずしも平坦化に限らず、例えばラマン利得を用いた波長多重信号のティルトの抑制や、意図的に特定の利得傾斜を持たせてもよい。いずれの場合でも、新たな励起光源の増設によって既存の光信号の利得が変化すると大きな劣化が発生するので、本発明の適用が可能である。
【００５２】
光分岐器１７０は波長多重信号の一部を取り出し、３つの光バンドパスフィルタ１７１、１７２、１７３に導く。上記３つのバンドパスフィルタの透過帯域は図１５に示すようにBlue-bandとRed-bandの中間、Red-bandの長波長側、Blue-bandの短波長側であり、それぞれ光信号帯域の外側に設定されている。このためこれらの帯域のＡＳＥ光だけがそれぞれ光検出器１７４−１、１７４−２、１７４−３に導かれ、その強度の測定結果が励起光源コントローラ１５０に送られる。Blue-band増設前は、Red-bandの両側にあたる光バンドパスフィルタ１７１、１７２の出力が一定の比になるように制御を行い、ラマン利得を平坦に制御している。
【００５３】
Blue-band増設時には、増設用ラマン励起光源１１２を取り付け、Blue-bandの短波側の光バンドパスフィルタ１７３の出力も加味した制御を開始する。本実施形態では、既存の帯域であるRed-band帯のラマン利得を示す光バンドパスフィルタ１７１、１７２の出力レベルが変化しないように維持したまま、新規帯域の利得を示す光バンドパスフィルタ１７３の出力が他のバンドパスフィルタの出力と所定の比になるように制御を行うことによって、既存の帯域の光信号の利得を一定に保ったまま増設を行うことができる。図１５中の細線は増設前の利得を、太線は増設後の利得を示しており、ＡＳＥレベルはほぼこの利得に応じて増幅されるため本発明の制御が可能となる。
【００５４】
増設過程においても、増設用ラマン励起光源１１２を少しずつ増加させながら逐次既存の励起光源の出力強度を調整し、光バンドパスフィルタ１７１、１７２の出力レベルが変化しないように維持することによって、過渡状態でも既存の帯域の光信号の利得を一定に保つことができる。
【００５５】
なお自然放出光のレベルは光増幅器の利得と雑音係数によって決まり、雑音係数は波長によって大きく変化する。同時に自然放出光（ＡＳＥ）強度にはまた上流側の全ての光中継器の自然放出光の影響が加算されるため、信号帯域両端の自然放出光レベルを等しくしても実際には信号光の受けるラマン利得は平坦にならない。この点は例えば、励起光源コントローラ１５０内で各光検出器１７４の出力信号に、各光増幅器のＮＦ特性を加味した重み付けを行ってから平坦化処理を行えば問題がない。さらに精密には上流（直前）の光増幅器で観測した然放出レベルの情報を、そのまま下流の光中継器に伝送すれば、最小限の誤差でラマン利得の観測が行える。
【００５６】
図１６は図１４の実施形態で信号光のレベルを観測して、ラマン利得の制御を行う場合動作を説明するための利得特性図である。光バンドパスフィルタ１７１、１７２、１７３は光信号強度を観測するために図１６中の斜線で示すように、それぞれ、Red-bandの短波長側、Red-bandの長波長側、Blue-bandの短波長側の帯域内に設定され、それぞれ信号光の１チャネル分を切り出すように設定されている。制御の方法は図１５で説明した場合と同様であり、増設前はRed-bandの両端の信号レベルである光バンドパスフィルタ１７１、１７２の光出力強度が例えば一定の比もしくは、それぞれ所定の強度となるように既存のラマン励起光源１１１−１、１１１−２の強度を制御する。
【００５７】
増設用ラマン励起光源１１２の増設後は、さらに光バンドパスフィルタ１７３によってBlue-bandの短波長側の信号レベルも観測し、これをRed-bandの光強度と一定の比になるように、もしくは所定の強度となるように制御する。この際、光バンドパスフィルタ１７１、１７２の光信号強度が増設前と同じ値を取るように、既存のラマン励起光源１１１−２、１１１−３を制御することによって、既存のRed-bandの信号強度の変化を防ぐ。
【００５８】
増設過程においても同様に、増設用ラマン励起光源１１２をゆっくりと増加し、逐次光バンドパスフィルタ１７１、１７２の光信号強度が増設前と同じ値を取るように、既存のラマン励起光源１１１−２、１１１−３を制御を行い、増設中の過渡的な伝送劣化を防ぐ。
【００５９】
上述のように信号光の強度やＡＳＥレベルを観測して増設を行うと、非常に大きな励起光の相互作用がありラマン利得が非線型で過渡状態の利得形状が予測しにくい状況であっても、自動的に増設時の既存帯域の利得変化を抑制し、新規帯域の利得形状を所望の形状に設定できる。また広帯域のＷＤＭ伝送においては、信号光間のラマン効果によって発生する信号光のティルトの抑制ができる。
【００６０】
なお本実施形態では、３つの光検出器と光フィルタを用いて既存・増設帯域の利得の傾きを観測する形式を示したが、さらに多数の光検出器やフィルタを用いたり、光分岐器の代わりにAWG（Arrayed Wave Guide）等の光分波器を用いる構成を取ったり、光検出器部を増設可能にしたり、スペクトラムアナライザ等を用いて複雑な利得制御を行う構成としてもよい。またラマン利得のみを観測する例を示したが、利得の観測点を例えば集中定数型光増幅器１０９の後方に移せばその利得を含めた信号利得形状の制御を行う構成としてもよい。どちらの場合も、既存信号の利得や強度の変化を抑制しつつ、新規励起光を増設を行えば、本発明の範疇に含まれるものである。励起光源の個数を増やした場合も同様である。
【００６１】
制御アルゴリズムも上述の例に限らず、ポンプ光の総和が一定、光信号のレベル一定等の制御を重畳したり、例えば監視信号から得たチャネル数情報や利得ティルト情報、受信した光信号強度等の情報を加味してさらに複雑な制御を行ってもよい。
【００６２】
図１７は本発明による光増幅器の第６の実施形態の構成を示す図である。本実施形態はラマン励起光合波器１０３−２を光中継器の出力側に設置し、並進励起光源増設ポート１８１を設けたものである。本実施形態は既存のラマン励起光源１１１−１、１１１−２は逆進励起、増設用ラマン励起光源１８０は並進励起としているが、作用や増設方法は上述の実施形態とほぼ同じである。本実施形態は、前述の実施形態に比べ既存・新設の励起光間の相互作用は減る利点がある。しかし、本実施形態では、光ファイバ伝送路１区間における既存帯域の利得を維持するためには、厳密には光ファイバ伝送路の上流側と下流側の２地点の光中継器の出力する並進・逆進励起光強度を同時に制御し、増設前の状態から過渡状態を経て、増設後の状態に至る必要がある。近似的には既存帯域を伝送される光信号のレベルが変化しさえしなければよいので、同じ中継器内に配置された上流側への既存の逆進ラマン励起光源１１１−１、１１１−２、増設用並進ラマン励起光源の出力を同時に変更し全体の利得を一定に保ってもよい。
【００６３】
図１８は本発明よる光増幅器の第７の実施形態の構成を示す図である。本実施形態は、既存の集中型光増幅器であるC−band用EDFA１８３の後に可変利得等化器１８４を配置した例である。本実施形態は、励起光源コントローラ１５０は、増設用ラマン励起光源１１２と共に、可変利得等化器１８４を制御する。増設用ラマン励起光源１１２の点灯による既存のＣ−bandの利得の変化分は可変利得等化器１８４の波長減衰特性を変化させてキャンセルし、Ｃ−bandの利得を一定に保つ。これによって必ずしも既存の励起光源の光強度を変更しなくても、既存帯域での信号劣化を防ぐことができる。本実施形態は既存の励起光源１１１の制御と併用してもよい。また前記実施形態で示したように信号光の強度や利得スペクトルの平坦化制御を適用することもでき、これによって複雑な利得形状の制御を行わなくても増設前後・増設途中の利得変化を防ぐことができる。
【００６４】
図１９は本発明による光増幅器の第８の実施形態の構成を示す図である。特に、本実施形態は本発明の適用対象を集中型のラマン増幅器にした例である。利得媒質となるのは、ラマン増幅用ファイバ１８５であり、高非線型ファイバや分散補償ファイバ（ＤＣＦ）等を用いる。本実施形態ではラマン励起光１１３はラマン増幅用ファイバ１８５に入力され、光アイソレータ１８６でブロックされるため光ファイバ伝送路１０２−１には到達しない。このような集中型ラマン増幅器においても、既存の波長帯域の利得は、増設用ラマン励起光源１１２の追加によって影響を受けるため、本発明がそのまま適用できる。本図では光中継器１００内に集中型ラマン増幅器１８５のみを用いた例を示したが、ＥＤＦＡ等の集中型増幅器や伝送路を利得媒質とする分布型ラマン増幅器等と併用した構成でもよい。
【００６５】
図２０は本発明による光増幅器の第９の実施形態の構成を示す図である。本実施形態は光受信端局１９０のプリアンプとして使用される例である。集中型光増幅器１０９の出力側に信号光分波器１９１が配置され、分波された光信号がチャネル毎に光受信機１９１−１、１９１−２等で受信されている。これらの構成の違いを除けば、本発明の増設適用方法や増設方法は光中継器に適用した場合と同様である。なお送信端局に適用する場合も同様である。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。上記実施形態では、分布型光増幅器としてラマン増幅器を用いたが、本発明の適用可能な光増幅器は、１）励起光の波長によって利得形状が変化し、２）新規・増設帯域に共通の光増幅媒体を使用し、３）既存・増設の励起光の利得帯域の両方もしくは一方は他方の帯域に及んでおり両帯域の利得が独立していない、という条件を満たすものであればよい。このような光増幅器としては、前記分布型ラマン増幅器の他に、集中定数型ラマン増幅器、パラメトリック光増幅器、ＳＢＳ（誘導ブリュアン散乱）を用いた光増幅器、一部の希土類添加光ファイバ等多くの例がある。例えば、１個の集中型ラマン増幅器の増幅用光ファイバをすべての波長帯域の光信号に共用した場合には上記条件を満たすことになり、本発明の励起光増設方法がそのまま適用できる。他の光増幅器も増幅媒質を共用した場合には同様である。希土類添加光ファイバの場合でも、例えば複数の励起状態を持ち励起光の波長に応じて利得形状が大きく変化する場合には、本発明が適用可能である。
【００６７】
また、実施形態で用いた集中型光増幅器は、他のタイプの集中型光増幅器に交換できる。例えば、ＥＤＦＡは他の希土類添加光ファイバ増幅器、半導体光増幅器や集中定数型ラマン増幅器等も使用できる。すなわち、既存帯域・増設帯域毎に独立の利得媒質を使用しているか、利得の相互干渉の無い光増幅器であれば、帯域毎に独立に光増幅器の増設が可能となるため、どのような原理の光増幅器であっても、上記集中型光増幅器部分に適用可能である。集中定数型ラマン増幅器とは、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）や分散シフトファイバ（ＤＳＦ）や高非線型ファイバ等の非線型性の比較的高いファイバを利得媒質として光増幅器内部に集中配備し増幅に使用する形式のものである。
【００６８】
更に、具体的、波長、バンドの設定については用途により任意に変更できるもである。実施形態の説明では、増設前後の帯域を明確に区分した例を主に示したが、実際には必ずしもその必要はない。より一般的には、励起光の増設前に情報信号が伝送されている部分が本発明で言う「既存の波長帯域」、増設後に信号光を伝送する波長部分が本発明で言う「増設する波長帯域」となる。したがって例えば励起光を１波長ずつ増設しながら、伝送帯域を広げていき平坦な部分を伝送に使うという使用方法の場合でも、本発明の適用対象となる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によって、分布ラマン光増幅器に励起光源を増設した場合でも、既存の光信号の信号強度の変化を防止し、信号劣化の発生や受信機の破壊を防ぐことができ。また新設する帯域においても利得を平坦、もしくは所望の形状に設定することが可能となる。増設途中においても、既存帯域の利得の過渡的な変化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光増幅器の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】従来の光増幅装置の構成図である。
【図３】ラマン増幅器の利得の合成の説明のための模式的に示した利得特性図である。
【図４】本発明による光増幅器の第２の実施形態を示す構成図である。
【図５】図４におけるRed-band増設前後のラマン励起光源の出力強度を示す図である。
【図６】図４におけるRed-band増設前後のラマン利得を示す図である。
【図７】図４におけるRed-band増設時の励起光強度の制御方法を示す図である。
【図８】図４におけるＬ−band増設前後のラマン励起光源の出力強度を示す図である。
【図９】図４におけるＬ−band増設前後のラマン利得を示す図である。
【図１０】図４におけるＬ−band増設時の励起光強度の制御方法を示す図である。
【図１１】本発明による光増幅器の第３の実施形態を示す構成図である。
【図１２】図１１の本発明の励起光源コントローラ１５０の構成図である。
【図１３】本発明による光増幅器の第４の実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明による光増幅器の第５の実施形態を示す構成図である。
【図１５】本発明による光増幅器の第５の実施形態の説明のための利得特性図である。
【図１６】本発明による光増幅器の第５の実施形態の説明のための利得特性図である。
【図１７】本発明による光増幅器の第６の実施形態を示す構成図である。
【図１８】本発明による光増幅器の第７の実施形態を示す構成図である。
【図１９】本発明による光増幅器の第８の実施形態を示す構成図である。
【図２０】本発明による光増幅器の第９の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
100・・・本発明の光中継器、101・・・波長多重光信号、102・・・光ファイバ伝送路、
103・・・ラマン励起光合波器、104・・・既存の光増幅器、
105・・・帯域分割用光分波器、106・・・帯域合成用光合波器、
107・・・帯域増設用光増幅器、108・・・従来の光中継器、109・・・集中定数型光増幅器、
110・・・合波器、111・・・既存のラマン励起光源、112・・・増設用ラマン励起光源、
113・・・ラマン励起光、114・・・励起光源増設ポート、
120・・・帯域分割用光分波器、121・・・帯域合波用光合波器、
122・・・Red-band用ＥＤＦＡ（既存）、
123・・・Blue-band用ＥＤＦＡ（増設用）、
124・・・Ｌ−band用ＥＤＦＡ（増設用）、
130・・・励起光源ポート（１４３５〜１４５５ｎｍ）、
131・・・励起光源増設ポート（１４２７ｎｍ）、
132・・・励起光源増設ポート（１４６２〜１４９０ｎｍ）、
133・・・Red-band用励起光源ユニット、
134・・・Blue-band増設用励起光源ユニット、
135・・・Ｌ−band増設用励起光源ユニット、
136・・・励起光合波器、137・・・励起光合波器、
140・・・１４２７ｎｍ励起光源、141・・・１４３５ｎｍ励起光源、
142・・・１４５５ｎｍ励起光源、143・・・１４６２ｎｍ励起光源、
144・・・１４７０ｎｍ励起光源、145・・・１４９０ｎｍ励起光源、
150・・・励起光源コントローラ、151・・・励起光強度テーブル、152・・・帯域増設開始信号、
153・・・マイクロコントローラ、154・・・Ａ／Ｄコンバータ、155・・・レーザ駆動回路、
160・・・増設用励起光源ユニット、161・・・励起光源増設ポート、
162・・・励起光源情報テーブル、163・・・増設用励起光源コントローラ、
164・・・合波器、165・・・内部情報路（データバス）、
170・・・利得モニタ用分岐器、171・・・光バンドパスフィルタ１、
172・・・光バンドパスフィルタ２、173・・・光バンドパスフィルタ３、
174・・・光検出器、
180・・・増設用並進ラマン励起光源、181・・・並進励起光源増設ポート、
182・・・並進励起光、183・・・Ｃ−band用ＥＤＦＡ（既存）、
184・・・可変利得等化器、185・・・ラマン増幅用ファイバ、186・・・光アイソレータ、
190・・・光受信端局、191・・・信号光分波器、192・・・光受信機、
【図１】
0004188573.tif 000002
【図２】
0004188573.tif 000003
【図３】
0004188573.tif 000004
【図４】
0004188573.tif 000005
【図５】
0004188573.tif 000006
【図６】
0004188573.tif 000007
【図７】
0004188573.tif 000008
【図８】
0004188573.tif 000009
【図９】
0004188573.tif 000010
【図１０】
0004188573.tif 000011
【図１１】
0004188573.tif 000012
【図１２】
0004188573.tif 000013
【図１３】
0004188573.tif 000014
【図１４】
0004188573.tif 000015
【図１５】
0004188573.tif 000016
【図１６】
0004188573.tif 000017
【図１７】
0004188573.tif 000018
【図１８】
0004188573.tif 000019
【図１９】
0004188573.tif 000020
【図２０】
0004188573.tif 000021