(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光波長多重伝送装置と、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された第２光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムであって、
前記第１光波長多重伝送装置が、
前記第２光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅する上り主信号光増幅部と、
上り副信号光に伝送状況に関する上り制御情報を挿入して前記第２光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、
前記第２光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する下り制御情報を含む下り副信号光を受信しこの下り副信号光から該下り制御情報を抽出する下り副信号光受信部と、
前記第２光波長多重伝送装置へ出力する該上り主信号光及び該上り副信号光の出力レベルを抽出しうる上り出力モニタ部と、をそなえ、
前記第２光波長多重伝送装置が、
前記第１光波長多重伝送装置から入力された該上り主信号光及び該上り副信号光の入力レベルを抽出しうる上り入力モニタ部と、
該下り副信号光に該下り制御情報を挿入して前記第１光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、をそなえ、
前記第１光波長多重伝送装置が、さらに、
前記上り出力モニタ部にて抽出した該上り副信号光の出力レベルと前記下り副信号光受信部にて抽出した該下り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて上り伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該上り主信号光増幅部の出力レベルを制御する上り制御部をそなえることを特徴とする、光波長多重伝送システム。
【請求項２】
第１光波長多重伝送装置と、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された第２光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムであって、
前記第２光波長多重伝送装置が、
前記第１光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅する下り主信号光増幅部と、
下り副信号光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して前記第１光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、
前記第１光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する上り制御情報を含む上り副信号光を受信しこの上り副信号光から該上り制御情報を抽出する上り副信号光受信部と、
前記第１光波長多重伝送装置へ出力する該下り主信号光及び該下り副信号光の出力レベルを抽出しうる下り出力モニタ部と、をそなえ、
前記第１光波長多重伝送装置が、
前記第２光波長多重伝送装置から入力された該下り主信号光及び該下り副信号光の入力レベルを抽出しうる下り入力モニタ部と、
該上り副信号光に該上り制御情報を挿入して前記第２光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、をそなえ、
前記第２光波長多重伝送装置が、さらに、
前記下り出力モニタ部にて抽出した該下り副信号光の出力レベルと前記上り副信号光受信部にて抽出した該上り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて下り伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該下り主信号光増幅部の出力レベルを制御する下り制御部をそなえることを特徴とする、光波長多重伝送システム。
【請求項３】
該上り制御情報が、該上り主信号光の出力レベルと該上り副信号光の出力レベルとを含むことを特徴とする、請求項１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項４】
該下り制御情報が、該下り主信号光の出力レベルと該下り副信号光の出力レベルとを含むことを特徴とする、請求項２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項５】
該下り制御情報が、該上り副信号光の入力レベルと、該上り主信号光の入力レベルと、前記第２光波長多重伝送装置への該上り主信号光の入力レベルの期待値と、前記期待値と前記第２光波長多重伝送装置に実際に入力された上り主信号光の入力レベルとの差分情報と、を含むことを特徴とする、請求項１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項６】
該上り制御情報が、該下り副信号光の入力レベルと、該下り主信号光の入力レベルと、前記第１光波長多重伝送装置への該下り主信号光の入力レベルの期待値と、前記期待値と前記第１光波長多重伝送装置に実際に入力された下り主信号光の入力レベルとの差分情報と、を含むことを特徴とする、請求項２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項７】
該上り出力モニタ部が、
該上り主信号光増幅部の出力側に設けられ該上り主信号光の出力レベルを抽出する上り光出力モニタ部と、
該上り副信号光送信部の出力側に設けられ該上り副信号光の出力レベルを抽出する上り副信号光出力モニタ部とをそなえることを特徴とする、請求項１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項８】
該下り出力モニタ部が、
該下り主信号光増幅部の出力側に設けられ該下り主信号光の出力レベルを抽出する下り光出力モニタ部と、
該下り副信号光送信部の出力側に設けられ該下り副信号光の出力レベルを抽出する下り副信号光出力モニタ部とをそなえることを特徴とする、請求項２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項９】
該上り入力モニタ部が、
該上り主信号光の入力レベルを抽出する上り光入力モニタ部と、
該上り副信号光の入力レベルを抽出する上り副信号光入力モニタ部とをそなえることを特徴とする、請求項１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１０】
該下り入力モニタ部が、
該下り主信号光の入力レベルを抽出する下り光入力モニタ部と、
該下り副信号光の入力レベルを抽出する下り副信号光入力モニタ部とをそなえることを特徴とする、請求項２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１１】
該上り制御部が、
該上り主信号光増幅部，該上り副信号光送信部にそれぞれ接続され該上り副信号光の出力レベルと該上り副信号光の入力レベルとに基づき該損失を計算して該上り主信号光の出力レベルを補正する第１制御部をそなえることを特徴とする、請求項１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１２】
該下り制御部が、
該下り主信号光増幅部，該下り副信号光送信部にそれぞれ接続され、該下り副信号光の出力レベルと該下り副信号光の入力レベルとに基づき該損失を計算して該下り主信号光の出力レベルを補正する第３制御部をそなえることを特徴とする、請求項２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１３】
該第１制御部が、
該上り副信号光の出力レベルと該上り副信号光の入力レベルとを用いて計算した該損失に、該伝送路に用いられる光ファイバの種別に応じた定数であり波長依存性に基づく定数を乗じて補正計算することにより、該上り主信号光の波長での上りの該伝送路における損失を算出し、この算出結果に基づき、該上り主信号光の出力レベルの調整を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１４】
該第３制御部が、
該下り副信号光の出力レベルと該下り副信号光の入力レベルとを用いて計算した該損失に、該伝送路に用いられる光ファイバの種別に応じた定数であり波長依存性に基づく定数を乗じて補正計算することにより、該下り主信号光の波長での下りの該伝送路における損失を算出し、この算出結果に基づき、該下り主信号光の出力レベルの調整を行なうことを特徴とする、請求項１２記載の光波長多重伝送システム。
【請求項１５】
第１光波長多重伝送装置が、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続される第２光波長多重伝送装置に対して送信される、上り主信号光の出力モニタ値と上り副信号光の出力モニタ値とを検出する出力光レベル検出ステップと、
該第２光波長多重伝送装置が、受信した該上り主信号光の入力モニタ値と該上り副信号光の入力モニタ値とを検出する入力光レベル検出ステップと、
該第２光波長多重伝送装置が、該入力光レベル検出ステップにて検出された該上り主信号光の入力モニタ値，該上り副信号光の入力モニタ値と、該上り主信号光の光増幅器への入力レベルの期待値と、該期待値と該増幅器に実際に入力される入力レベルとの差分情報とを、それぞれ、該第１光波長多重伝送装置に対して、下り副信号光に挿入して送信する折り返し情報送信ステップと、
該第１光波長多重伝送装置が、該折り返し情報送信ステップにて送信された情報と、前記出力光レベル検出ステップにて検出した情報とに基づいて上りの伝送路損失を計算する損失計算ステップと、
該第１光波長多重伝送装置が、該上りの伝送路損失に基づいて、該上り主信号光の出力レベルの補正を行なう調整ステップとをそなえて構成されたことを特徴とする、光出力制御方法。
【請求項１６】
光波長多重伝送装置と、前記光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された他の光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムにおける前記光波長多重伝送装置であって、
前記他の光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅する上り主信号光増幅部と、
上り副信号光に伝送状況に関する上り制御情報を挿入して前記他の光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、
前記他の光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する下り制御情報を含む下り副信号光を受信しこの下り副信号光から該下り制御情報を抽出する下り副信号光受信部と、
前記他の光波長多重伝送装置へ出力する該上り主信号光及び該上り副信号光の出力レベルを抽出しうる上り出力モニタ部と、
前記上り出力モニタ部にて抽出した該上り副信号光の出力レベルと前記下り副信号光受信部にて抽出した該下り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて上りの該伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該上り主信号光増幅部の出力レベルを制御する上り制御部とをそなえることを特徴とする、光波長多重伝送装置。
【請求項１７】
光波長多重伝送装置と、前記光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された他の光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムにおける前記光波長多重伝送装置であって、
前記他の光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅する下り主信号光増幅部と、
下り副信号光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して前記他の光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、
前記他の光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する上り制御情報を含む上り副信号光を受信しこの上り副信号光から該上り制御情報を抽出する上り副信号光受信部と、
前記他の光波長多重伝送装置へ出力する該下り主信号光及び該下り副信号光の出力レベルを抽出しうる下り出力モニタ部と、
前記下り出力モニタ部にて抽出した該下り副信号光の出力レベルと前記上り副信号光受信部にて抽出した該上り制御情報に含まれる該下り副信号光の入力レベルとに基づいて下りの該伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該下り主信号光増幅部の出力レベルを制御する下り制御部とをそなえることを特徴とする、光波長多重伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、光直接増幅器を用いて光波長多重終端装置と光波長多重中継器とからなる光波長多重伝送システム、特に、線形な光波長多重中継器からなる光波長多重伝送システムに用いて好適な、光波長多重伝送システム及び光出力制御方法及び光波長多重伝送装置に関する。
【背景技術】
高速かつ大容量の情報を伝送すべく、光波長多重伝送方式を用いたシステムが用いられている。この光波長多重伝送システムは、異なる波長を有する波長多重光を１本の光ファイバに多重化して伝送するシステムである。近年は２．４Ｇｂｐｓ×１６波程度（Ｇは１０の９乗を表し、bit per secondは１秒当たりの伝送速度を表す）の伝送速度を有する光波長多重伝送システムが実用化されている。
そして、光波長多重伝送の伝送路を設計する上では、光ファイバの非線型効果を抑圧することが技術的に要請される。また、上記の光波長多重伝送システムを線形中継システムとして使用する場合は、光増幅器が使用する光帯域における利得平坦性を保持することが重要である。このため、そのような技術的要請に応える方法の一例として、光増幅器をＡＬＣ（Automatic Level Control）制御を用いて制御する方法が行なわれている。
まず、図１８〜図２０を用いて、光波長多重伝送システムについて説明し、図２１，図２２を用いてＡＬＣ制御について説明する。なお、以下、光増幅器のことを光アンプや、単にアンプと称することがあるが、これらは、同一の意味で使用する。
図１８は送信側ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）端局のブロック図である。この図１８に示す送信側ＷＤＭ端局１００ａは、波長多重光の多重と分離とを行なう光波長多重伝送装置であって、伝送（送信）の端局として動作している。そして、この送信側ＷＤＭ端局１００ａは、多重部（ＭＵＸ）１６ａと、上り主信号光増幅部３１と、ＯＳＣ光（Optical Supervisory Channel 光）送信部１１３ｂと、制御部１１３ｃと、光出力モニタ１１３ａとをそなえて構成されている。
そして、多重部１６ａにて、光のカップリングが行なわれ、上り主信号光増幅部３１にて、多重部１６ａにおける光合波、分散補償や、伝送路等においての光レベル低下が、補償されるようになっている。また、光出力モニタ１１３ａが、上り主信号光増幅部３１内のカプラ（光カプラ）６０ａからの光出力レベルをモニタして出力モニタ値を出力するようになっている。さらに、その出力モニタ値は、制御部１１３ｃに入力され、上り主信号光増幅部３１の出力制御とＯＳＣ光送信部１１３ｂへの情報転送とが制御されるのである。
さらに、ＯＳＣ光送信部１１３ｂは、遠隔局（図示省略）の監視制御のため、主信号光に、制御信号としての副信号光を波長多重して伝送するものである。ここで、副信号光は、単にＯＳＣ光とも称される。このＯＳＣ光送信部１１３ｂは、光出力レベルを自動的に制御するＡＬＣ制御と、利得を可変制御するＡＧＣ制御（Automatic Gain Control）との間の切り替え制御と、ＡＬＣ設定情報としての伝送波長数と、伝送速度等の情報とを、下流の線形中継器や受信側のＷＤＭ端局へ伝送するものである。これらのＡＬＣ制御，ＡＧＣ制御については、図２１，図２２を用いて、後述する。
以下の説明では、主信号光とは、ＷＤＭ端局間で線形中継伝送される光波長多重信号をいい、また、ＯＳＣ光（副信号光）とは、光増幅器を通らない各中継区間で終端される監視制御用の単波長光をいう。このＯＳＣ光は、主信号光の疎通に影響を与えず、かつ、光増幅器を通らず、監視制御用チャネル又はパイロット光として使用されている。なお、この疎通とは、通信状態にあることを意味する。また、ＷＤＭ端局は、ＷＤＭ端局装置とも称されるが、以下、単に端局と称することがある。
加えて、図１８〜図２０にそれぞれ示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
また、図１９はＷＤＭ線形中継器のブロック図であり、この図１９に示すＷＤＭ線形中継器１００ｂは、光波長多重伝送装置であって、線形中継器（線形中継装置）として動作している。そして、波長多重光の入力側に設けられたＯＳＣ光受信部１１３ｄにて、前局から送信されたＯＳＣ光が受信され、その受信レベルがＯＳＣ受信値として、制御部１１３ｃに入力される。また、上り主信号光増幅部３１から出力される波長多重光は、光出力モニタ１１３ａにて、モニタされ、その出力モニタ値が制御部１１３ｃに入力され、そして、制御部１１３ｃにてこれらの値に基づいて、ＯＳＣ送信値が計算され、得られたＯＳＣ送信値は、ＯＳＣ光送信部１１３ｂに出力されて、隣接局（次局）に伝送されるのである。従って、主信号光とは異なるＯＳＣ光にて情報が伝送されている。
図２０は受信側ＷＤＭ端局のブロック図である。この図２０に示す受信側ＷＤＭ端局１００ｃも、やはり、光波長多重伝送装置であり、伝送（受信）の端局として動作している。そして、伝送路からの主信号光は、上り主信号光増幅部３１にて増幅された後、分離部（ＤＭＵＸ部）１６ｂにて、受信された波長多重光は、光波長λ１〜λ８を有する光にそれぞれ分離されて出力される。
また、ＯＳＣ光は、ＯＳＣ光受信部１１３ｄにて受信されＯＳＣ受信値が、制御部１１３ｃに入力される。一方、主信号光については、光出力モニタ１１３ａにて出力光のレベルがモニタされて、出力モニタ値として、制御部１１３ｃに入力され、これらの値に基づいて、制御部１１３ｃから、上り主信号光増幅部３１内の可変減衰器３１ｂに出力制御信号が出力されるのである。
このように、これら図１８〜図２０にそれぞれ示す、送信側ＷＤＭ端局１００ａ，ＷＤＭ線形中継器１００ｂ及び受信側ＷＤＭ端局１００ｃは、それぞれ、光ファイバ伝送路を介して接続され、主信号光とＯＳＣ光とからなる波長多重光が、送信側ＷＤＭ端局１００ａから、下流のＷＤＭ線形中継器１００ｂを介して、受信側ＷＤＭ端局１００ｃへと伝送される。
続いて、光増幅器の出力レベル制御について、多重する波長数を増減する場合のＡＬＣ制御とＡＧＣ制御とを説明する。まず、ＡＬＣ制御について図２１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明し、その後、ＡＧＣ制御について図２２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
図２１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、波長数増減時のＡＬＣ動作の説明図である。この図２１（ａ）に示すスペクトラム波形は、一例として、光波長軸（横軸）上の２箇所において、ピーク値Ｌ1を有する。この状態で、波長を減じる（減設する）と、図２１（ｂ）に示すように、１波長になり、ピーク値がＬ1よりも大きくなる。また、一方、波長を増加させると（増設する）と、図２１（ｃ）に示すように、３波長になり、ピーク値はＬ1よりも小さくなる。
図２２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、波長数増減時のＡＧＣ動作の説明図であるが、この図２２（ａ）に示すような、ピーク値Ｌ2を有する状態で、波長を減じると、図２２（ｂ）に示すように、ピーク値はＬ2のままとなる。また、波長を増加させても、図２２（ｃ）に示すように、ピーク値はＬ2の一定値をとる。
一方、前段ＡＧＣ増幅器３１ａ，後段ＡＧＣ増幅器３１ｄは、入力される光波長の多重数によって、その出力レベルを変更する必要がある。ここで、各光増幅器３１ａ，３１ｄがＡＬＣ動作しているまま、光波長数の増減が行なわれると、各光増幅器３１ａ，３１ｄは、それぞれ、入力レベルに関わらず、光出力レベルを一定にすべく動作する。従って、結果として波長１波あたりの出力レベルが変動する。
そのため、波長数が増減する際に、制御部１１３ｃが、各光増幅器３１ａ，３１ｄの動作を、ＡＬＣ制御のレベルを前値固定としたまま、ＡＬＣ制御からＡＧＣ制御に切り替えるようにし、これによって、波長数増減時でも、光波長ごとの光出力レベルが変動しないようにされるのである。
また、図２３は光波長多重伝送システムの構成図であり、この図２３に示す伝送路には、波長多重光のレベルの減衰を行なう光減衰器（光ＰＡＤ）１１４が設けられている。また、伝送路における光レベルは、送信側ＷＤＭ端局１００ａ，ＷＤＭ線形中継器１００ｂ，受信側ＷＤＭ端局１００ｃに、それぞれ、設けられた光パワーメータ１１５によりモニタされ、これにより、光レベルの調整ができるようになっている。
この図２３に示すような光波長多重伝送は、伝送光が多波長からなり、また、伝送用の光ファイバによる非線型効果が顕著となるため、伝送路上に送出できる光パワーは上限値を有する。さらに、光増幅器のＮＦ（Noise Figure：雑音特性）によって決定されるダイナミックレンジのために、光増幅器の受信レベルは数ｄＢという厳しいレベル調整が要求される。
このため、従来は、この光入力レベルの調整は、下流側にて信号光の光レベルがレベルメータを用いて測定され、また、測定された光レベルが入力ダイナミックレンジに一致するように、光減衰器（光ＰＡＤ）又は可変減衰器（ＡＴＴ）の挿入により、光レベルの調整が行なわれていたため、煩雑な現地調整作業が必要になるという課題がある。
従って、管理者は、これらの光ＰＡＤ等の経年変化や環境変化による煩雑な現地調整作業が必要である。さらに、制御を自動化することにより、この手作業を不要とし、受信側におけるトータルの主信号光の光レベル（トータル光レベル）を基にして、送信レベルのフィードバック制御を行なうことも考えられる。
しかしながら、この自動化システムを用いても、次の（１），（２）のような、波長多重伝送／線形中継システムに特有の事情があるため、適用が困難となり、効果を得ることができない。
すなわち、
（１）光波長多重伝送システムの特性として、使用される波長数によってトータル光レベルが変動する。また、波長数の増設及び減設や、下位（下流）装置の故障等により波長多重光の断（切断）により変動した場合には、トータル光レベルが短時間で変動する。そのため、トータル光レベルの受信レベルを基に送信光レベルを制御すると、波長の増減又は断等により光レベルに擾乱が生じて、伝送品質が不安定となるという課題がある。
（２）線形光増幅システムは、波長多重光が入力されるまで光出力がないため、現地における調整時には、測定器等を用いて、光入力しなければならない。従って、実際に波長多重光を光増幅器に入力して、その光増幅器が光出力を開始するまで受信側にレベル調整用の信号が受信されないという課題がある。
加えて、特開平９−１１６５０４号公報には、波長多重された信号光が伝搬する光伝送路の特性測定方法であって、光伝送路を伝搬する光の一部を他方の光伝送路に導き、それぞれ波長の異なる上り及び下りにおける各信号光の光電力分布を測定する光伝送路特性測定方法が開示されている。しかし、この公報には、ＯＳＣ光を用いた制御情報の送受信は、行なわれていない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、主信号光及びＯＳＣ光を用いて光増幅器間の光レベルを調整して波長多重光を伝送する光波長多重伝送システムにおいて、主信号光とＯＳＣ光とのそれぞれの送信出力レベル及び受信入力レベルをモニタすることにより、主信号光が疎通していなくてもＯＳＣ光を用いて送信光レベルの調整を行なえるようにして、障害復帰を迅速にできる光波長多重伝送システム及び光出力制御方法及び光波長多重伝送装置を提供することを第１の目的とする。
また、主信号光の波長多重数が変更されても、光出力レベルの計算が安定して行なえるような光波長多重伝送システム及び光出力制御方法及び光波長多重伝送装置を提供することを第２の目的とする。
さらに、初期設置時に、受信光レベル調整のための信号源を不要とし、また、煩雑な調整を省き、受信光レベル調整用光部品を不要とし、伝送路の信頼性を向上させ、加えて、現調（現地でのレベル調整作業）後の伝送路ロスの経時変化や支障、又は、移転による伝送路ロスの変化に対して、再調整しなくても対応できるようにするような光波長多重伝送システム及び光出力制御方法及び光波長多重伝送装置を提供することを第３の目的とする。
【発明の開示】
このため、本発明の光波長多重伝送システムは、第１光波長多重伝送装置と、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された第２光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムであって、前記第１光波長多重伝送装置が、前記第２光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅する上り主信号光増幅部と、上り副信号光に伝送状況に関する上り制御情報を挿入して前記第２光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、前記第２光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する下り制御情報を含む下り副信号光を受信しこの下り副信号光から下り制御情報を抽出する下り副信号光受信部と、前記第２光波長多重伝送装置へ出力する上り主信号光及び上り副信号光の出力レベルを抽出しうる上り出力モニタ部とをそなえ、前記第２光波長多重伝送装置が、前記第１光波長多重伝送装置から入力された上り主信号光及び上り副信号光の入力レベルを抽出しうる上り入力モニタ部と、該下り副信号光に該下り制御情報を挿入して前記第１光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、をそなえ、前記第１光波長多重伝送装置が、さらに、前記上り出力モニタ部にて抽出した該上り副信号光の出力レベルと前記下り副信号光受信部にて抽出した該下り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて上り伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、上り主信号光増幅部の出力レベルを制御する上り制御部をそなえる。
従って、このようにすれば、第１に、主信号光の疎通に関わらず、副信号光により、送信レベルの調整ができ、主信号光の断により生じる障害からの復帰を迅速に行なえる。また、第２に、主信号光の波長多重数が変更されて光増幅器の出力が擾乱を受けた場合でも、ＯＳＣ光の出力は影響を受けないため、出力レベルの計算に大きな影響を与えないで安定な出力レベルの保持が行なえる。さらに、第３に、初期設置時に受信レベル調整のための信号源が不要となり、煩雑な調整が不要となる。
また、本発明の光波長多重伝送システムは、第１光波長多重伝送装置と、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された第２光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムであって、前記第２光波長多重伝送装置が、前記第１光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅する下り主信号光増幅部と、下り副信号光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して前記第１光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、前記第１光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する上り制御情報を含む上り副信号光を受信しこの上り副信号光から上り制御情報を抽出する上り副信号光受信部と、前記第１光波長多重伝送装置へ出力する下り主信号光及び下り副信号光の出力レベルを抽出しうる下り出力モニタ部とをそなえ、前記第１光波長多重伝送装置が、前記第２光波長多重伝送装置から入力された下り主信号光及び下り副信号光の入力レベルを抽出しうる下り入力モニタ部と、該上り副信号光に該上り制御情報を挿入して前記第２光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、をそなえ、前記第２光波長多重伝送装置が、さらに、前記下り出力モニタ部にて抽出した該下り副信号光の出力レベルと前記上り副信号光受信部にて抽出した該上り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて下り伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、下り主信号光増幅部の出力レベルを制御する下り制御部とをそなえる。
従って、このようにすれば、受信レベルの調整に使用される光ＰＡＤ等を挿入したことによる伝送路の信頼性の低下を防止できるうえ、現調後の伝送路ロスの経時変化、支所移転による伝送路ロス変化に対して、再調整なしで対応することができる。
加えて、本発明の光出力制御方法は、第１光波長多重伝送装置が、前記第１光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続される第２光波長多重伝送装置に対して送信される、上り主信号光の出力モニタ値と上り副信号光の出力モニタ値とを検出する出力光レベル検出ステップと、第２光波長多重伝送装置が、上り副信号光を受信し上り副信号光から、上り主信号光の出力モニタ値及び上り副信号光の出力モニタ値に関する副信号光の受信値を抽出する上り副信号光受信ステップと、第２光波長多重伝送装置が、受信した上り主信号光の入力モニタ値と上り副信号光の入力モニタ値とを検出する入力光レベル検出ステップと、第２光波長多重伝送装置が、入力光レベル検出ステップにて検出された上り主信号光の入力モニタ値，上り副信号光の入力モニタ値と、上り主信号光の光増幅器への入力レベルの期待値と、前記期待値と前記増幅器に実際に入力される入力レベルとの差分情報とを、それぞれ、第１光波長多重伝送装置に対して、下り副信号光に挿入して送信する折り返し情報送信ステップと、第１光波長多重伝送装置が、折り返し情報送信ステップにて送信された情報と、前記出力光レベル検出ステップにて検出した情報とに基づいて上りの伝送路損失を計算する損失計算ステップと、第１光波長多重伝送装置が、上りの伝送路損失に基づいて、上り主信号光の出力レベルの補正を行なう調整ステップとをそなえて構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、波長数の増減にかかわらず、光レベルの擾乱が生じないので、伝送品質が向上し、また、測定用の光を入力することが不要となるので、調整が飛躍的に簡素になり、従って、煩雑な現地調整作業が省かれる利点がある。
また、本発明の光波長多重伝送装置は、光波長多重伝送装置と、前記光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された他の光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムにおける前記光波長多重伝送装置であって、前記他の光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅する上り主信号光増幅部と、上り副信号光に伝送状況に関する上り制御情報を挿入して前記他の光波長多重伝送装置に出力する上り副信号光送信部と、前記他の光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する下り制御情報を含む下り副信号光を受信しこの下り副信号光から該下り制御情報を抽出する下り副信号光受信部と、前記他の光波長多重伝送装置へ出力する該上り主信号光及び該上り副信号光の出力レベルを抽出しうる上り出力モニタ部と、前記上り出力モニタ部にて抽出した該上り副信号光の出力レベルと前記下り副信号光受信部にて抽出した該下り制御情報に含まれる該上り副信号光の入力レベルとに基づいて上りの該伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該上り主信号光増幅部の出力レベルを制御する上り制御部とをそなえる。
さらに、本発明の光波長多重伝送装置は、光波長多重伝送装置と、前記光波長多重伝送装置と伝送路を介して接続された他の光波長多重伝送装置とをそなえた光波長多重伝送システムにおける前記光波長多重伝送装置であって、前記他の光波長多重伝送装置へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅する下り主信号光増幅部と、下り副信号光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して前記他の光波長多重伝送装置に出力する下り副信号光送信部と、前記他の光波長多重伝送装置からの伝送状況に関する上り制御情報を含む上り副信号光を受信しこの上り副信号光から該上り制御情報を抽出する上り副信号光受信部と、前記他の光波長多重伝送装置へ出力する該下り主信号光及び該下り副信号光の出力レベルを抽出しうる下り出力モニタ部と、前記下り出力モニタ部にて抽出した該下り副信号光の出力レベルと前記上り副信号光受信部にて抽出した該上り制御情報に含まれる該下り副信号光の入力レベルとに基づいて下りの該伝送路における損失を計算するとともに、この計算結果に基づき、該下り主信号光増幅部の出力レベルを制御する下り制御部とをそなえる。
【発明を実施するための最良の形態】
（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は本発明を適用される光波長多重伝送システムの構成図である。この図１に示す光波長多重伝送システム５０は、異なる波長を有する単波長光を１本の光ファイバに多重化して伝送するシステムであって、光波長多重伝送装置１０，２０と、伝送路５１ａ，５１ｂとをそなえて構成されている。
ここで、以下で使用する用語については、次のような意味で用いる。まず、図１の左側（Ｅａｓｔ側）から右側（Ｗｅｓｔ側）に伝送される方向を上りとし、Ｅ→Ｗと表記する。また、図１にて右側から左側の方向を下りとし、Ｗ→Ｅと表記する。同様に、上り下流局とは、上りの受信側（下りの送信側）にある光波長多重伝送装置をいい、下り下流局とは、下りの受信側（上りの送信側）にある光波長多重伝送装置をいう。さらに、上り主信号光，下り主信号光については、特に断らない限り、単に、主信号光と称することがある。同様に、上りＯＳＣ光，下りＯＳＣ光についても、単にＯＳＣ光と称することがある。
この図１に示す光波長多重伝送装置１０は、波長多重光を送受信するものであって、上り上流局（図示省略）からの波長多重光を増幅して上り下流局（光波長多重伝送装置２０）へ出力する第１送受信部４８ａと、下り上流局（光波長多重伝送装置２０）からの波長多重光を増幅して下り下流局へ出力する第２送受信部４８ｂとを有する。
そして、第１送受信部４８ａは、上り主信号光増幅部１１と、上り出力モニタ部１３と、上りＯＳＣ光送信部（上り副信号光送信部）１４ａと、第１制御部１２ａと、上り入力モニタ部２３と、上りＯＳＣ光受信部（上り副信号光受信部）２４ｂとをそなえて構成されている。
また、第２送受信部４８ｂは、下り主信号光増幅部１５と、下りＯＳＣ光受信部（下り副信号光受信部）１４ｂと、第４制御部１２ｂと、下り出力モニタ部４３と、下りＯＳＣ光送信部（下り副信号光送信部）２４ａとをそなえて構成されている。なお、上りＯＳＣ光送信部１４ａ，下りＯＳＣ光受信部１４ｂは、図１において、それぞれ、ＯＳＣと略記されている。
ここで、第１送受信部４８ａ内の上り主信号光増幅部１１は、上り下流局へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅するものであって、光増幅器（アンプ１）１１ａと、カプラ６０ａと、ＷＤＭカプラ６０ｂとをそなえて構成されている。この光増幅器１１ａは、波長多重光を増幅するものであり、カプラ６０ａは、光増幅器１１ａから出力される波長多重光を分岐するものであり、さらに、ＷＤＭカプラ６０ｂは、光増幅器１１ａから増幅出力される上り主信号光と上りＯＳＣ光送信部１４ａから出力される上りＯＳＣ光とをカップリング（合波）するものである。なお、これらカプラ６０ａ及びＷＤＭカプラ６０ｂの光波長の選択に関する詳細については、それぞれ、後述する。
また、上り出力モニタ部１３は、上り下流局へ出力する上り主信号光及び上りＯＳＣ光の出力レベルを抽出しうるものであって、上り光出力モニタ部１３ａと、上りＯＳＣ出力モニタ部（上り副信号光出力モニタ部）１３ｂと、カプラ６０ａとをそなえて構成されている。
ここで、上り光出力モニタ部１３ａは、上り主信号光増幅部１１の出力側に設けられ上り主信号光の出力レベルを抽出するものであって、この機能は、例えば、フォトダイオードにより実現される。なお、上り主信号光の出力レベルは、Ｐoutで表示され、（＃１）は、光増幅器１１ａからの出力を意味する。
そして、上りＯＳＣ出力モニタ部１３ｂは、上りＯＳＣ光送信部１４ａの出力側に設けられ上りＯＳＣ光の出力レベルを抽出するものであって、この機能もフォトダイオードにより実現されている。また、上りＯＳＣ光の出力レベルは、ＰOSCoutで表示され、（＃１）は、光増幅器１１ａからの出力を意味する。
加えて、上りＯＳＣ光送信部１４ａは、上りＯＳＣ光に伝送状況に関する上り制御情報を挿入して上り下流局に出力するものであり、上りＯＳＣ光送信部１４ａは、この上り制御情報を、上り主信号光の出力レベルと上りＯＳＣ光の出力レベルとに基づいて決定するようになっている。なお、この上りＯＳＣ光送信部１４ａからの上りＯＳＣ光に含まれる制御情報については、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）を用いて後述する。
さらに、第１制御部１２ａは、上り主信号光増幅部１１，上りＯＳＣ光送信部１４ａにそれぞれ接続され上りＯＳＣ光の出力レベルと上り下流局にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルとに基づき損失を計算して上り主信号光の出力レベルを補正し、上りＯＳＣ光の出力レベルと上り主信号光の出力レベルとを、上りＯＳＣ光送信部１４ａへ入力するものである。
また、具体的には、第１制御部１２ａは、上りＯＳＣ光の出力レベルと上りＯＳＣ光の入力レベルとにより計算された伝送路ロスに基づき、光増幅器１１ａの上り主信号光の出力制御値について、粗調整を行なって、光増幅器１１ａを起動させるのである。この粗調整とは、上りＯＳＣ光を用いて計算した損失に、光ファイバの種別に応じた定数を乗じて補正計算することにより上り主信号光の波長での伝送路における損失を算出して、上り主信号光の出力レベルの調整を行なうことを意味する。すなわち、第１制御部１２ａが、伝送中に発生した損失に、予め設定した限度範囲内の補正量を加えるようになっている。
また、この第１制御部１２ａの機能は、例えばソフトウェアにより実現され得る。以下の説明における他の制御部についても、やはり同様にソフトウェアにより実現され得る。
さらに、この図１に示す第１送受信部４８ａ内の上り入力モニタ部２３は、上り上流局（図示省略）から入力された上り主信号光及び上りＯＳＣ光の入力レベルを抽出しうるものである。また、上りＯＳＣ光受信部２４ｂは、上り上流局からの上り制御情報を含む上りＯＳＣ光を受信しこの上りＯＳＣ光から上り制御情報を抽出するものである。これら上り入力モニタ部２３と、上りＯＳＣ光受信部２４ｂとについての詳細については、後述する。
続いて、この光波長多重伝送装置１０の下半分の部分について説明する。第２送受信部４８ｂ内の下り主信号光増幅部１５は、下り下流局（図示省略）へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅するものであって、波長多重光を増幅して出力する光増幅器１１５ａ（アンプ４）と、その波長多重光から所定の波長を有する光を分岐するカプラ６０ａとを設けている。
そして、下りＯＳＣ光受信部１４ｂは、下り上流局（光波長多重伝送装置２０）からの下り制御情報を含む下りＯＳＣ光を受信しこの下りＯＳＣ光から下り制御情報を抽出するものである。また、この下りＯＳＣ光受信部１４ｂは、下り下流局への下り制御情報を、光波長多重伝送装置１０にて受信された下りＯＳＣ光の受信レベルと、光波長多重伝送装置１０にて受信された下り主信号光の受信レベルと、光波長多重伝送装置１０にて増幅された下り主信号光の入力レベルの期待値と、光波長多重伝送装置１０にて増幅された下り主信号光の入力レベル及び実際に入力された下り主信号光の入力レベルの差分情報とに基づいて決定するようになっている。
さらに、第４制御部１２ｂは、下りＯＳＣ光受信部１４ｂ，下り出力モニタ部４３及び下りＯＳＣ光送信部２４ａにそれぞれ接続され、下り上流局にて受信された上り主信号光の受信レベルと、下り上流局にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルと、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベルの期待値と、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベル及び実際に入力された上り主信号光の入力レベルの差分情報とを出力するものである。
そして、下りＯＳＣ光送信部２４ａは、下りＯＳＣ光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して下り下流局に出力するものである。また、この下りＯＳＣ光送信部２４ａは、下り制御情報を、下り主信号光の出力レベルと下りＯＳＣ光の出力レベルとに基づいて決定するようになっている。加えて、下り出力モニタ部４３は、下り下流局へ出力する下り主信号光及び下りＯＳＣ光の出力レベルを抽出しうるものである。これらの下りＯＳＣ光送信部２１ａ及び下り出力モニタ部４３についての詳細は、後述する。
また、伝送路５１ａ，５１ｂは、それぞれ、光ファイバ伝送路であって、以下の説明では、伝送路５１ａはＥ→Ｗ方向のものとし、また、伝送路５１ｂはＷ→Ｅ方向のものとする。
次に、対向する光波長多重伝送装置２０について説明する。光波長多重伝送装置２０も、光波長多重伝送装置１０と同様に、波長多重光を送受信するものであって、上り上流局（光波長多重伝送装置１０）からの波長多重光を増幅して上り下流局（図示省略）へ出力する第１送受信部４９ａと、下り上流局（図示省略）からの波長多重光を増幅して下り下流局（光波長多重伝送装置１０）へ出力する第２送受信部４９ｂとを有する。
そして、第１送受信部４９ａは、上り主信号光増幅部２１と、上り入力モニタ部２３と、上りＯＳＣ光受信部２４ｂと、第２制御部２２ａと、上り出力モニタ部１３と、上りＯＳＣ光送信部１４ａとをそなえて構成されている。
また、第２送受信部４９ｂは、下り主信号光増幅部２５と、下りＯＳＣ光送信部２４ａと、第３制御部２２ｂと、下り入力モニタ部３３と、下りＯＳＣ光受信部１４ｂと、下りＯＳＣ光送信部２４ａと、下り出力モニタ部４３とをそなえて構成されている。
なお、上りＯＳＣ光受信部２４ｂ，下りＯＳＣ光送信部２４ａは、図１において、それぞれ、ＯＳＣと略記されている。
ここで、第１送受信部４９ａ内の上り主信号光増幅部２１は、上り下流局へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅するものであって、光増幅器２１ａと、ＷＤＭカプラ６０ｂと、カプラ６０ａとをそなえて構成されている。ここで、光増幅器２１ａは、光波長多重伝送装置１０内の光増幅器１１ａと同様なものであり、その重複した説明を省略する。
さらに、上り入力モニタ部２３は、上り上流局から入力された上り主信号光及び上りＯＳＣ光の入力レベルを抽出しうるものであって、上り光入力モニタ部２３ａと、上りＯＳＣ入力モニタ部（上り副信号光入力モニタ部）２３ｂと、カプラ６０ａとをそなえて構成されている。
この上り光入力モニタ部２３ａは、上り主信号光増幅部２１の入力側に設けられ上り主信号光の入力レベルを抽出するものである。また、上り主信号光の入力レベルは、Ｐinで表示され、（＃２）は、光増幅器２１ａへの入力を意味する。
さらに、上りＯＳＣ入力モニタ部２３ｂは、上りＯＳＣ光受信部２４ｂの入力側に設けられ上りＯＳＣ光の入力レベルを抽出するものである。同様に、上りＯＳＣ光の入力レベルは、ＰOSCinで表示され、（＃２）は、光増幅器２１ａへの入力を意味する。さらに、これらの上り光入力モニタ部２３ａ，上りＯＳＣ入力モニタ部２３ｂの機能は、それぞれ、例えばフォトダイオードにより実現されるようになっている。
また、上りＯＳＣ光受信部２４ｂは、上り上流局からの上り制御情報を含む上りＯＳＣ光を受信しこの上りＯＳＣ光から上り制御情報を抽出するものである。そして、この上りＯＳＣ光受信部２４ｂは、上り下流局への上り制御情報を、光波長多重伝送装置２０にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルと、光波長多重伝送装置２０にて受信された上り主信号光の受信レベルと、光波長多重伝送装置２０にて増幅された上り主信号光の入力レベルの期待値と、光波長多重伝送装置２０にて増幅された上り主信号光の入力レベル及び実際に入力された上り主信号光の入力レベルの差分情報とに基づいて決定するようになっている。
なお、ＷＤＭカプラ６０ｂ，カプラ６０ａは、上述したものと同一のものであり、以下の説明においては、特に断らない限り、更なる説明を省略する。
さらに、第２制御部２２ａは、上り下流局にて受信された上り主信号光の受信レベルと、上り下流局にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルと、上り下流局にて増幅された上り主信号光の入力レベルの期待値と、上り下流局にて増幅された上り主信号光の入力レベル及び実際に入力された上り主信号光の入力レベルの差分情報とを出力するものである。
また、この第２制御部２２ａと第１制御部１２ａとが協同することにより、上り制御部としての機能を実現している。すなわち、上り制御部（第１制御部１２ａ，第２制御部２２ａ）が、上り主信号光増幅部１１，上りＯＳＣ光送信部１４ａ，上りＯＳＣ光受信部２４ｂ及び上り出力モニタ部１３，上り入力モニタ部２３に接続され上りＯＳＣ光に基づいて伝送路における損失を計算するとともに、上り主信号光の出力レベルを制御するようになっている。
次に、この光波長多重伝送装置２０の下側の第２送受信部４９ｂが有する下り主信号光増幅部２５は、下り下流局へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅するものであって、下り主信号光を増幅する光増幅器２５ａ（アンプ３）とＷＤＭカプラ６０ｂとを設けている。
ここで、ＷＤＭカプラ６０ｂにて、光増幅器２５ａからの波長多重光と下りＯＳＣ光送信部２４ａからの波長多重光とがカップリングされて、伝送路５１ｂに出力されるようになっている。
そして、下りＯＳＣ光送信部２４ａは、下りＯＳＣ光に伝送状況に関する下り制御情報を挿入して下り下流局に出力するものである。また、この下りＯＳＣ光送信部２４ａは、下り制御情報を、下り主信号光の出力レベルと下りＯＳＣ光の出力レベルとに基づいて決定するようになっている。すなわち、下りＯＳＣ光送信部２４ａからの下りＯＳＣ光の出力レベルは、下り出力モニタ部４３にて、抽出されるのである。
また、第３制御部２２ｂは、下り主信号光増幅部２５，下りＯＳＣ光送信部２４ａにそれぞれ接続され下り主信号光の出力レベルと下り下流局にて受信された下りＯＳＣ光の受信レベルとに基づき損失を計算して下り主信号光の出力レベルを補正し、下りＯＳＣ光の出力レベルと下り主信号光の出力レベルとを、下りＯＳＣ光送信部２４ａへ入力するものである。そして、この第３制御部２２ｂは、下りＯＳＣ光を用いて計算した損失と、下り主信号光の波長での伝送路における損失との差分に、光ファイバの種別に応じた定数を乗じて補正計算することにより、下り主信号光の出力レベルの調整を行なうようになっている。
さらに、この第３制御部２２ｂと第４制御部１２ｂとが協同することにより、下り制御部としての機能を実現している。すなわち、下り制御部（第３制御部２２ｂ，第４制御部１２ｂ）が、下り主信号光増幅部（２５，１５），下りＯＳＣ光送信部２４ａ，下りＯＳＣ光受信部１４ｂ及び下り出力モニタ部４３，下り入力モニタ部３３に接続され下りＯＳＣ光に基づいて伝送路における損失を計算するとともに、下り主信号光の出力レベルを制御するようになっている。
また、下り入力モニタ部３３は、下り上流局から入力される下り主信号光及び下りＯＳＣ光の入力レベルを抽出しうるものであり、下りＯＳＣ光受信部１４ｂ，下りＯＳＣ光送信部２４ａ，下り出力モニタ部４３は、それぞれ、上述したものと同一のものであるので、更なる説明を省略する。
このような構成によって、光波長多重伝送装置１０内の光増幅器１１ａから光波長多重伝送装置２０内の光増幅器２１ａに送信される上りＯＳＣ光の光出力レベルは、上りＯＳＣ出力モニタ部１３ｂによって数値化され、第１制御部１２ａに送信される。同様に、上り主信号光の光出力レベルもモニタされ第１制御部１２ａに送信される。この第１制御部１２ａにおいて、上りＯＳＣ光の出力レベル及び上り主信号光の出力レベルが計算されて、これらのレベルに関する情報が、上りＯＳＣ光に挿入されて、伝送路５１ａを介して、対向側の第２制御部２２ａに転送される。
すなわち、上り上流側の第１光波長多重伝送装置１０は、上り下流側の第２光波長多重伝送装置２０に対して、上り主信号光の出力モニタ値と上りＯＳＣ光の出力モニタ値とを含む上りＯＳＣ光を出力する（上り副信号光出力ステップ）。
そして、光波長多重伝送装置２０は、その上りＯＳＣ光を受信しその上りＯＳＣ光から、上り主信号光の出力モニタ値及び上りＯＳＣ光の出力モニタ値を抽出する（上り副信号光受信ステップ）。
さらに、光波長多重伝送装置２０内の光増幅器２１ａにて受信された上りＯＳＣ光の光入力レベルと、上り主信号光の光入力レベルと、光増幅器２１ａへの上り主信号光入力レベルの期待値と、光増幅器２１ａへの上り主信号光入力と実際に入力されている光入力レベルとの差分情報とが、それぞれ、第３制御部２２ｂを介して、逆方向（Ｗ→Ｅ方向）の下りＯＳＣ光に挿入されて、伝送路５１ｂに送信される。すなわち、第２光波長多重伝送装置２０が、受信した上り主信号光の入力モニタ値と上りＯＳＣ光の入力モニタ値とを検出する（入力光レベル検出ステップ）。
また、第２光波長多重伝送装置２０は、検出された上り主信号光の入力モニタ値，上りＯＳＣ光の入力モニタ値と、抽出された上り主信号光の出力モニタ値及び上りＯＳＣ光の出力モニタ値と、上り主信号光の光増幅器への入力レベルの期待値と、上り主信号光の光増幅器への入力レベル及び実際に入力される入力レベルの差分情報とを、それぞれ、第１光波長多重伝送装置１０に対して、下りＯＳＣ光に挿入して送信する（折り返し情報送信ステップ）。
一方、光波長多重伝送装置１０において、伝送路５１ｂからの波長多重光が、第４制御部１２ｂを経由して、第１制御部１２ａにフィードバック転送される。そして、このフィードバックされた情報を用いて、第１制御部１２ａは、光波長多重伝送装置１０から出力される上りＯＳＣ光の出力モニタ値と、光波長多重伝送装置２０にて受信される上りＯＳＣ光の入力モニタ値との差に基づいて、伝送路５１ａ（Ｅ→Ｗ）の伝送路ロスを計算する。
さらに、第１制御部１２ａにおいて、計算された伝送路ロスに基づき、光増幅器１１ａの上り主信号光の出力制御値について粗調整が行なわれ、光増幅器１１ａが起動される。そして、光増幅器１１ａが起動して光波長多重伝送装置２０内の光増幅器２１ａへ上り主信号光が入力されると、第１制御部１２ａは、光波長多重伝送装置２０内の光増幅器２１ａへの上り主信号光入力レベル期待値に基づき、自局の光増幅器１１ａから出力される値の補正を行なって、出力レベルの微調整を行なう。
加えて、第１光波長多重伝送装置１０が、上記伝送路ロスに基づいて上り主信号光の伝送路損失を計算し（損失計算ステップ）、また、第１光波長多重伝送装置１０は、伝送路損失に基づいて、上り主信号光の出力レベルの補正を行なう（調整ステップ）。
このように、主信号光の疎通に関わらず、ＯＳＣ光により送信レベル調整が行なわれるので、主信号光自体を用いて、光レベルの自動調整を行なう方法に比べて、主信号光の断等の障害からの復帰を迅速に行なえるようになる。また、このように、光レベルが自動的に調整される。
次に、上記の光波長多重伝送装置１０，２０が、それぞれ、ＷＤＭ端局として動作する場合について、図２，図３を用いて説明する。ここで、波長多重数は、一例として８多重として説明する。
図２は本発明の第１実施形態に係る光波長多重伝送システムの構成図であり、この図２に示す光波長多重伝送システム５０ａは、上記の光波長多重伝送システム５０と同様なものであり、ＷＤＭ端局（光波長多重伝送装置）１０ａ，２０ａと、交換機５６ａ，５６ｂとを有する。そして、これら交換機５６ａ，５６ｂの間は、光ファイバにより接続され、ＷＤＭ端局１０ａ，２０ａを介して、情報データが送受信できるようになっている。
図３は本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ端局のブロック図である。この図３に示すＷＤＭ端局１０ａは、送受信の端局であって、第１送受信部５２ａと、第２送受信部５２ｂと、装置監視制御部５４とをそなえて構成されている。
この第１送受信部５２ａは、上り上流局（交換機５６ａ）からの波長多重光を増幅して上り下流局（中継局を意味する。図示省略）へ出力するものであって、可変減衰器１５ａと、多重部１６ａと、上り主信号光増幅部３１と、上り出力モニタ部１３と、上りＯＳＣ光送信部１４ａと、第１制御部１２ａと、スペクトラムアナライザ５３と、上りＯＳＣ光受信部２４ｂと、上り入力モニタ部２３とをそなえて構成されている。
ここで、可変減衰器１５ａは、伝送された波長多重光の各波長成分のそれぞれを減衰させるものであり、波長多重光が有する各波長ごとの光レベルを調整するために用いられる。また、多重部１６ａは、可変減衰器１５ａに接続され可変減衰器１５ａから出力される各単波長光を多重化するものである。
そして、上り主信号光増幅部３１は、上り下流局へ送信すべく波長多重された上り主信号光を増幅するものであって、前段ＡＧＣ増幅器３１ａと、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄと、可変減衰器３１ｂと、分散補償ファイバ３１ｃと、２個のカプラ６０ａと、ＷＤＭカプラ６０ｂとをそなえて構成されている。また、上り主信号光増幅部３１は、多重部１６ａに接続され波長多重光を増幅して出力するようになっている。
この前段ＡＧＣ増幅器３１ａは、増幅利得を可変的に設定できる光増幅器であって、例えば、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）によりその機能が実現される。また、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄも、同様である。
さらに、可変減衰器３１ｂは、前段ＡＧＣ増幅器３１ａからの光レベルを減衰させて出力するものであって、この減衰量は、第１制御部１２ａからの出力制御信号に基づいて決定される。そして、この可変減衰器３１ｂにより、トータルの光出力レベルが調整されるようになっている。なお、この可変減衰器３１ｂと可変減衰器１５ａとは、同一のデバイスを使用することができる。また、分散補償ファイバ３１ｃは、伝送路において生じた分散を補償する光ファイバである。
さらに、第１制御部１２ａは、上り主信号光増幅部３１，上りＯＳＣ光送信部１４ａにそれぞれ接続され、上りＯＳＣ光の出力レベルと上り下流局（図示省略）にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルとに基づき損失を計算して上り主信号光の出力レベルを補正し、上りＯＳＣ光の出力レベルと上り主信号光の出力レベルとを、上りＯＳＣ光送信部１４ａへ入力するものである。
なお、この図３に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは、同一のもの又は同様のものであるので、更なる説明を省略する。
続いて、この上り主信号光増幅部３１におけるＷＤＭカプラ６０ｂの動作について、図４、図５を用いて説明する。
図４は送信側におけるＷＤＭカプラ６０ｂの動作例を示す図であり、また、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、送信される光スペクトラムを示す図である。ここで、図４に示す光増幅器１１ａから送信された上り主信号光は、ＷＤＭカプラ６０ｂにより、上りＯＳＣ光と波長多重化されて伝送路５１ａに送信される。ここで、図４に示す光増幅器１１ａの出力側のＡと付した箇所における、光スペクトラムは、図５（ａ）に示すようになる。すなわち、上り光出力モニタ部１３ａにおいては、上りＯＳＣ光のレベルは測定されずに、上り主信号光のレベルのみが測定される。
また、図４でＢと付した箇所における、光スペクトラムは、図５（ｂ）に示すようになり、上りＯＳＣ出力モニタ部１３ｂでは、上りＯＳＣ光の成分のみがモニタ値として測定される。
この上りＯＳＣ光の信号は、上り主信号光とは別波長を有し、光増幅器１１ａを通らないため、上り主信号光の状態に関わらず、送受信が可能であって、上り主信号光の疎通に影響を受けず、監視制御用の光チャネル等をパイロット光として使用している。そして、１．５ＭｂｐｓのＣＭＩ符号化（Ｃｏｄｅｄ  Ｍａｒｋ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｄｅｓ）された波長１５１０ｎｍ（ｎは１０の−９乗を表す）の光によって送受信される。このＣＭＩ符号とは、入力"０"を"０１"に割り当てて、入力"１"を"００"と"１"とに交互に割り当てる符号である。加えて、１．５Ｍｂｐｓの伝送に用いられる光デバイス（光送受信機）は、光増幅器（例えば光増幅器１１ａ）の設計の際に、送受信レベル差以上のシステムゲインをもたせることにより、光増幅器が正常動作できない増幅範囲においても、波長多重光の送受信ができるものが使用されている。
なお、下り主信号光の波長と下りＯＳＣ光の波長とについても、それぞれ、上り主信号光の波長と、上りＯＳＣ光の波長と同様である。さらに、上りＯＳＣ光及び下りＯＳＣ光の信号は、それぞれ、各中継区間において終端されている。すなわち、例えば、端局送信部−中継装置受信部間や、中継装置送信部−中継装置受信部間や、中継装置送信部−端局受信部間等において、各ＯＳＣ光は、それぞれ、終端されており、各中継区間ごとに独立なローカルクロックを用いて生成されている。
図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ＯＳＣ光のフレームフォーマットを示す図であり、ＷＤＭ端局間又は線形中継器間で送受信されるフレームフォーマットの一例である。この図６（ａ）に示すフレームは、ＴＳ（Ｔｉｍｅ  Ｓｌｏｔ：タイムスロット）１〜ＴＳ２４までの２４タイムスロットのマルチフレーム構成をとる。また、各フレームに表示された略号の意味は、図６（ｂ）に示すようになる。例えば、ＴＳ９のＯＳＣＡＩＳと表示されたものは、光増幅器（アンプ）制御用のチャネル（Ｃｈ）を意味する。
さらに、図６（ａ）のフレームのＴＳ２３には、マルチバイト（ＭＢ）と呼ばれる情報が含まれ、このＭＢは、２４回送信されることにより、ＭＢ1〜ＭＢ24が受信側で組み立てられてサブフレームが組まれるようになっている。
図７（ａ），（ｂ）はそれぞれ、サブフレームの構成図であり、具体的には、図７（ａ）はＴＳ２３を用いたＭＢ1〜ＭＢ24のサブフレームの構成を示し、図７（ｂ）はサブフレームに格納される内容を示している。例えば、ＭＢ１２，ＭＢ１３は、ＯＰＴＯＵＴ１，ＯＰＴＯＵＴ２をそれぞれ表し、これらは、それぞれ、上り（Ｅ→Ｗ）方向の主信号光出力モニタ値と、下り（Ｗ→Ｅ）方向の主信号光出力モニタ値とを表す。また、ＯＰＴＯＵＴ１及びＯＰＴＯＵＴ２の対になっているのは、同様に、上り及び下りの対に対応する。
これにより、サブフレーム上で、上り及び下りそれぞれのＯＳＣ光又は主信号光の送受信光レベルや、光増幅器（例えば光増幅器１１ａ）への主信号光入力レベルの期待値や、期待値から実際に入力された波長多重光の差分情報転送が行なわれる。また、光レベルは、バイポーラ形式で符号化されたｄＢｍ表示が適用される。
また、スペクトラムアナライザ５３（図３参照）は、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄの出力側に設けられ、波長多重光のスペクトラムを表示するものであって、管理者は、この表示されたスペクトラムを見て、可変減衰器１５ａの減衰量を調整できるようになっている。すなわち、このスペクトルアナライザ５３は、光波長λ１〜λ８ごとの光出力レベルのばらつきを検出して可変減衰器１５ａを制御するのみ使用されている。
これにより、図３において、上り主信号光増幅部３１内の後段ＡＧＣ増幅器３１ｄから出力される波長多重光は、カプラ６０ａにて分岐され、その一方の波長多重光は上り出力モニタ部１３にて監視される。また、他方の波長多重光は、再度、カプラ６０ａにて分岐されて、スペクトラムアナライザ５３にてスペクトラムが表示され、このスペクトラムを用いて、可変減衰器１５ａにおける減衰量が制御される。さらに、光増幅器３１内のＷＤＭカプラ６０ｂにて、上りＯＳＣ光送信部１４ａからの波長多重光がカップリングされて、伝送路５１ａに出力されるのである。
そして、第１制御部１２ａは、上り出力モニタ部１３内の上り光出力モニタ部１３ａからの出力モニタ値と、上りＯＳＣ出力モニタ部１３ｂからの上りＯＳＣ光出力モニタ値と、後述する第２送受信部５２ｂ内の第４制御部１２ｂからのＯＳＣ送信値とを、それぞれ、入力され、これらの値に基づき可変減衰器３１ｂに出力制御信号を出力する。さらに、この第１制御部１２ａは、第４制御部１２ｂと後述する装置監視制御部５４とに接続され、このＷＤＭ端局１０ａ内に設けられている各モジュールに関するユニット監視制御情報を送受信するようになっている。
なお、第１送受信部５２ａにおいて、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
次に、第２送受信部５２ｂは、下り主信号光増幅部３２と、下り入力モニタ部３３，下り出力モニタ部４３（下り光出力モニタ部４３ａ）と、第４制御部１２ｂと、分離部１６ｂとをそなえて構成されている。
ここで、下り主信号光増幅部３２は、下り下流局へ送信すべく波長多重された下り主信号光を増幅するものであって、前段ＡＧＣ増幅器３１ａ，後段ＡＧＣ増幅器３１ｄと、可変減衰器３１ｂと、分散補償ファイバ３１ｃと、２個のカプラ６０ａと、ＷＤＭカプラ６０ｂとをそなえて構成されている。これらのものは、上り主信号光増幅部３１内に設けられたものと、同一のものであるので、更なる説明を省略する。
続いて、この受信側におけるカプラ６０ａの動作について、図８、図９を用いて説明する。
図８は受信側におけるＷＤＭカプラ６０ｂの動作例を示す図であり、また、図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、光スペクトラムを示す図である。ここで、図８に示す伝送路５１ａにおいて、Ａと付した箇所における光スペクトラムは、図９（ａ）のように、上り主信号光と上りＯＳＣ光とがそれぞれ含まれ、これらを含む波長多重光が、ＷＤＭ端局２０ａに入力される。
そして、ＷＤＭ端局２０ａ内のＷＤＭカプラ６０ｂにより、上りＯＳＣ光のみが波長多重光より分離されて、その分離された光は、上りＯＳＣ光受信部２４ｂと上り光入力モニタ部２３ａとに送信される。さらに、図８のＢと付した箇所における光スペクトラムは、図９（ｂ）のようになり、図８のＣと付した箇所における光スペクトラムは、図９（ｃ）のようになる。すなわち、上りＯＳＣ光受信部２４ｂにおいては、上りＯＳＣ光の波長成分に関する光レベルのみがモニタされる一方、上り光入力モニタ部２３ａにおいては、上り主信号光の波長成分に関する光レベルのみがモニタされる。
なお、下り主信号光と下りＯＳＣ光とについても、それぞれ、同様であるので、重複した説明を省略する。
このように、ＷＤＭカプラ６０ｂ，カプラ６０ａにより、波長多重光に含まれる主信号光とＯＳＣ光とが、分離できるのである。
再度、図３に戻って、下り入力モニタ部３３は、下り上流局から入力される下り主信号光及び下りＯＳＣ光の入力レベルを抽出しうるものであって、下り光入力モニタ部３３ａと、カプラ６０ａと、下りＯＳＣ光入力モニタ部３３ｂとをそなえて構成されている。
ここで、下り光入力モニタ部３３ａは、上り光出力モニタ部１３ａと同様なものであり、下り主信号光増幅部３２内のカプラ６０ａに接続され、入力された下り主信号光の入力レベルを測定しこのレベルを入力モニタ値として出力するものである。また、下りＯＳＣ光入力モニタ部３３ｂは、カプラ６０ａを介して、下り主信号光増幅部３２内のＷＤＭカプラ６０ｂにて分岐された波長多重光の中から下りＯＳＣ光のレベルを測定しこのレベルをＯＳＣ入力モニタ値として出力するものである。そして、これらの機能は、例えばフォトダイオードにより発揮される。
また、分離部１６ｂは、下り主信号光増幅部３２から出力される波長多重光を、光波長λ１〜λ８を有する単波長光に分離して出力するものである。
そして、第４制御部１２ｂは、下りＯＳＣ光受信部１４ｂ，下り出力モニタ部４３及び下り主信号光増幅部３２にそれぞれ接続され、下り上流局にて受信された上り主信号光の受信レベルと、下り上流局にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルと、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベルの期待値と、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベル及び実際に入力された上り主信号光の入力レベルの差分情報とを出力するものである。
さらに、第４制御部１２ｂは、下りＯＳＣ光の出力レベルと下りＯＳＣ光の入力レベルとに基づき損失を計算して下り主信号光の出力レベルを、出力制御信号により、補正するようになっている。
換言すれば、第４制御部１２ｂの損失計算は、下りＯＳＣ光受信部１４ｂから入力されるＯＳＣ受信値と、下りＯＳＣ光入力モニタ部３３ｂからの下りＯＳＣ光入力モニタ値とによって、行なわれるのである。
また、第４制御部１２ｂは、第１送受信部５２ａ内の第１制御部１２ａに対して、上りＯＳＣ光送信部１４ａの出力光レベルを表すＯＳＣ送信値を転送するようになっている。
加えて、装置監視制御部５４は、第１送受信部５２ａ，第２送受信部５２ｂに加えて他の構成部分の動作状態を制御及び監視するものである。例えば、この制御としては、波長数に応じた光増幅器３１ａ，３１ｄの出力レベル等を対象としており、また、監視対象としては、光増幅器３１ａ，３１ｄの光入力レベル，光出力レベル，光増幅器３１ａ，３１ｄの励起レーザの電流，温度，パワー等である。
なお、これら以外のもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様なものであるので、更なる説明を省略する。
これにより、第１送受信部５２ａには、光波長λ１〜λ８を有する波長多重光が入力され、入力された波長多重光λ１〜λ８はそれぞれ、波長ごとに生じる光出力値のばらつきを平滑化するために、可変減衰器１５ａを経て、多重部１６ａに送信される。そして、多重部１６ａにて波長多重された波長多重光は、上り主信号光増幅部３１へ送信され、この上り主信号光増幅部３１において、途中の可変減衰器１５ａと多重部１６ａとにおける光レベルの低下分が補償され、伝送路５１ａ等において適切なレベルになるまで、波長多重光の光増幅が行なわれるのである。
一方、第２送受信部５２ｂにおいては、伝送路５１ｂからの波長多重光は、下り主信号光増幅部３２にて伝送路５１ｂにおける光レベルの低下分を補償され、そして、分離部１６ｂに送信される。この分離部１６ｂでは、波長多重光の分離が行なわれて、元の単一波長光が別々に出力される。
さらに、伝送路５１ｂから受信した下りＯＳＣ光の入力レベルと、下り主信号光の入力レベルとが、それぞれ、モニタされ、第４制御部１２ｂに送信された後に、送信側の第１制御部１２ａによって、下り主信号光増幅部３２の下り主信号光入力レベルの期待値と、この期待値及び実際の下り主信号光入力レベルの差分情報とが、対向側に、上りＯＳＣ光を用いて送信される。
このように、主信号光と異なる波長の監視制御用チャネルであるＯＳＣ光の出力レベルと光入力レベルとから、光伝送路の伝送路ロスを計算され、主信号光の適切な出力レベルが計算されるのである。
また、このように、受信側での主信号光の光入力レベルと、受信側で要求する受信レベル期待値の差分情報とが、それぞれ、送信側へ転送され、ＯＳＣ光の送受信レベル差から計算した伝送路ロスから計算した光出力レベルに、予め設定された限度の範囲内で補正が加えられる。
上述の構成により、ＷＤＭ端局と中継装置との間において、次の（Ｉ）〜（ＩＶ）に分類したシーケンスが実行される。以下、図１０〜図１３を用いて、初期調整状態，伝送路が断状態及び光増幅器の出力が制御される状態までの各状態についてのシーケンスを説明する。
また、前記の光波長多重伝送装置１０，２０及び後述する線形中継器１０ｂ，２０ｂも同様なシーケンスが実行される。さらに、主として、上り主信号光と上りＯＳＣ光とについて説明するが、下り主信号光と下りＯＳＣ光とについても、全く同様であるので、重複した説明を省略する。加えて、これらの図には、ＯＳＣ光の送受信部，光増幅器の第１制御部１２ａ等の記載は省略する。
（Ｉ）伝送路外れ状態（伝送路未接続状態）について
図１０は本発明の第１実施形態に係る伝送路外れ状態の動作説明図である。この状態は、光増幅器１１ａと光増幅器２１ａとの間の伝送路５１ａ，５１ｂにおいて、波長多重光が未接続の状態である。まず、ＷＤＭ端局２０ａ側において、上りＯＳＣ光の入力断（ＯＳＣＩＮＤＷＮ）が検出されると、光増幅器２５ａは、伝送路５１ｂを介して、逆方向の下りＯＳＣ光を用いて、ＷＤＭ端局２０ｂ側に対して、ＯＳＣＩＮ（ＯＳＣ入力レベルモニタ値）として、ＯＳＣＩＮＤＷＮを示す規定コード（Ｆ０００ｈ）を転送する。ここで、ＯＳＣＩＮ，ＯＳＣＩＮＤＷＮは、図７（ａ），（ｂ）に示すサブフレーム内に格納されるものである。なお、ｈ（ｈｅｘ）は、１６進数を表す。
そして、対向側の光増幅器１１ａは、ＯＳＣＩＮとして、ＯＳＣＩＮＤＷＮを示すコードを受信し、伝送路５１ａの未接続を検出し、光増幅器１１ａをシャットダウン状態とする。このシャットダウンとは、光増幅器１１ａの主信号光の出力が停止することを意味する。
（ＩＩ）伝送路ロス計算状態（光出力レベル粗調整）について
図１１は本発明の第１実施形態に係る伝送路ロス計算状態の動作説明図である。
この状態は、光増幅器１１ａと光増幅器２１ａとの間の伝送路５１ａが接続され、上りＯＳＣ光が光増幅器１１ａと光増幅器２１ａとの間において疎通（通信状態にあること）している。そして、光増幅器２１ａにて受信された上りＯＳＣ入力レベル（ＯＳＣＩＮ）と、光増幅器２１ａの上り主信号光入力レベル期待値（ＡＭＰＴＩＮ）とは、逆方向（Ｗ→Ｅ方向）の下りＯＳＣ光を用いて、光増幅器１１ａに転送される。
また、ＷＤＭ端局１０ａにおいては、光増幅器１１ａと光増幅器２１ａとの間の伝送路ロス（ＯＳＣ光伝送路ロス）が、上りＯＳＣ光出力レベル（ＯＳＣＯＵＴ）と、下りＯＳＣ光を用いて転送された光増幅器２１ａにおける上りＯＳＣ光入力レベルとの差から式（１）のように計算される。
ＯＳＣ光伝送路ロス＝ＯＳＣＩＮ−ＯＳＣＯＵＴ                  …（１）
この光ファイバの伝送路ロスは、光波長に依存するので、伝送路ロスの波長依存性に基づく、ＯＳＣ光と主信号光との伝送路ロスの差は、光ファイバ種により固有な値となる。また、光ファイバ種とは、シングルモードファイバや複数モードファイバ等のファイバの種別を意味する。
従って、第１制御部１２ａは、伝送路ロスに一定の定数を乗じた値を、上り主信号光の伝送路ロスの値として式（２）のように計算し、これにより、光増幅器１１ａを制御するのである。ここで、ｋは定数を表し、ＯＳＣ光伝送路ロスとは、ＯＳＣ光の送受信光レベル差から計算された伝送路ロスを表す。
主信号光伝送路ロス＝ｋ×ＯＳＣ光伝送路ロス                    …（２）
続いて、こうして得られた光増幅器１１ａと光増幅器２１ａとの間の主信号光伝送路ロスと、光増幅器２１ａから光増幅器１１ａに転送された期待値であって光増幅器２１ａへの上り主信号光入力レベル期待値とに基づいて、光増幅器１１ａが出力すべき上り主信号光出力レベル制御値が式（３）のように計算される。
光増幅器の上り主信号光出力レベル制御値＝ＡＭＰＴＩＮ＋主信号光伝送路ロス…（３）
なお、光増幅器１１ａの設計値より、出力制御値の上限値が設けられている。また、光増幅器１１ａは、上り主信号光が未入力のためシャットダウン状態になっている。
（ＩＩＩ）光増幅器起動／出力安定待ち状態について
図１２は本発明の第１実施形態に係る光増幅器起動／出力安定待ち状態の動作説明図である。この状態は、上り主信号光が光増幅器１１ａに入力され、光増幅器１１ａが起動されて励起状態になり、（ＩＩ）の上り主信号光出力レベル制御値により出力レベルが制御され、この出力レベルが、制御目標値である上り主信号光出力レベル（ＯＰＴＯＵＴ）に一致して、動作が安定するまでの待ち状態である。
そして、光増幅器１１ａが出力する上り主信号光のレベル値と、（ＩＩ）にて計算された上り主信号光出力レベル値（ＯＰＴＯＵＴ）とのずれが監視され、一定時間の安定を待ってから次の（ＩＶ）の状態へ移行する。
（ＩＶ）通常運用状態（光出力レベル微調整）について
図１３は本発明の第１実施形態に係る通常運用状態の動作説明図である。この状態は、通常の運用状態である。ここで、光増幅器２１ａは、４種類の情報を逆方向（Ｗ→Ｅ方向）の下りＯＳＣ光を用いて、ＷＤＭ端局１０ａに転送する。すなわち、ＯＳＣ入力モニタ値（ＯＳＣＩＮ）、光増幅器２１ａへの上り主信号光入力モニタ値（ＯＰＴＩＮ）、光増幅器２１ａへの上り主信号光入力レベル期待値（ＡＭＰＴＩＮ）と実際の入力レベルとの差分（ＡＭＰＤＩＦＦ）の４種類が送信される。
一方、光増幅器１１ａにおいて、（ＩＩ）にて計算された上り主信号光出力レベル制御値に、出力補正項が加えられて出力制御が行なわれる。この出力補正項とは、上りＯＳＣ光の送受信レベルから計算された伝送路ロスと、実際の上り主信号光との伝送路ロスの微少な差分を補正するための項である。また、この項は、光増幅器２１ａからのＡＭＰＤＩＦＦの符号によって、インクリメント又はデクリメントの増減制御がなされる。すなわち、光増幅器１１ａの光出力目標値に、光増幅器２１ａからのＡＭＰＤＩＦＦの値が、規定値内となるまで、光増幅器１１ａの出力補正項がインクリメント又はデクリメントされるのである。
また、基本的なレベル調整は、（ＩＩ）の下りＯＳＣ光によって行なわれているため、補正項の値は、数ｄＢ程度の値に制限される。さらに、補正値の増減の頻度は、光増幅器１１ａのＡＬＣ制御の応答時間よりも十分に長い値に設定される。
これにより、上りＯＳＣ光における上り主信号光ロス計算誤差が補正されるとともに、上り主信号光の波長数増減による上り主信号光受信レベルに発生する擾乱の影響が低減する。
図１４は本発明の第１実施形態に係る光増幅器の出力制御値を示す図であって、光増幅器の出力制御シーケンスにおける光増幅器の出力制御値の決定方法が、まとめられている。すなわち、縦の欄には、上記の４種類の状態（Ｉ）〜（ＩＶ）が割り当てられ、横の欄には、制御の内容が記載されている。
そして、この図１４において、光増幅器のＡＬＣ制御の出力制御値は、（８）（図中では丸付き数字）と付された増幅器（アンプ）出力制御値に従って決定される。
図１５は本発明の第１実施形態に係る光増幅器の出力制御の状態遷移図であって、図１０〜図１４におけるシーケンスの状態（Ｉ）〜（ＩＶ）間における遷移が示されている。ここで、伝送路外れ状態（Ｉ）から通常運用状態（ＩＶ）への遷移は、伝送路ロス計算状態（ＩＩ）と、光増幅器起動／出力安定待ち状態（ＩＩＩ）とを経て行なわれる。また、各状態において、ＯＳＣＩＮＤＷＮが検出された場合は、伝送路外れ状態（Ｉ）となって、出力制御計算シーケンスが最初から実行される。そして、通常運用状態（ＩＶ）から、上り主信号光入力が断となった場合には、伝送路ロス計算状態（ＩＩ）となり、上り主信号光の入力待ち状態となる。
なお、これら図１４，図１５の内容は、後述する他の実施形態でも同様である。
このように、主信号光とＯＳＣ光とのそれぞれの送信出力レベル及び受信入力レベルがモニタされるので、主信号光が疎通していなくても、ＯＳＣ光により送信光レベルの調整を行なえるようになる。
従って、このように、光レベルの自動調整を行なう場合において、主信号光のみを用いて行なう方法に比べて、主信号光の断等の障害からの復帰が迅速に行なわれる。
また、このように、主信号光の波長多重数が変更されても、ＯＳＣ光は、光増幅器の出力擾乱の影響を受けないため、光出力レベルの計算が安定して行なえる。
さらに、このようにして、初期設置時に、受信光レベル調整のための信号源が不要となり、煩雑な調整が不要となる。従って、受信光レベル調整用の光ＰＡＤ等の光部品が不要となるので、伝送路の信頼性が向上する。加えて、調整後の伝送路ロスの経時変化や支障、又は、ＷＤＭ端局の移転等による伝送路ロスの変化に対して、再調整しなくても対応できるようになる。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
第２実施形態においては、光波長多重伝送装置が線形中継器として機能する態様である。図１６は本発明の第２実施形態に係る光波長多重伝送システムの構成図であり、この図１６に示す光波長多重伝送システム５０ｂは、光ファイバ伝送路を介した線形中継器が複数接続されて構成されている。
図１７は本発明の第２実施形態に係る線形中継器のブロック図である。この図１７に示す線形中継器１０ｂは、上下２回線の光ファイバ伝送路上に設けられた中継器であって、波長多重光は、送信側のＷＤＭ端局（図示省略）から、この線形中継器１０ｂを介して、受信側のＷＤＭ端局（図示省略）へ伝送されるようになっている。
ここで、線形中継器１０ｂは、ＷＤＭ端局が送信した波長多重光を増幅中継する第１送受信部５５ａと、ＷＤＭ端局が送信した波長多重光を増幅中継する第２送受信部５５ｂと、装置監視制御部５４とをそなえて構成されている。
さらに、第１送受信部５５ａは、上り主信号光増幅部３４ａと、上り出力モニタ部１３と、上り入力モニタ部２３と、第１制御部１２ａとをそなえて構成されている。この上り主信号光増幅部３４ａは、波長多重光を増幅するものであって、２個のＷＤＭカプラ６０ｂと、２個のカプラ６０ａと、前段ＡＧＣ増幅器３１ａと、可変減衰器３１ｂと、分散補償ファイバ３１ｃと、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄとをそなえて構成されている。これらのものは、上述したものと同一のものであるので、更なる説明を省略する。
また、上り出力モニタ部１３は、上り下流局へ出力する上り主信号光及び上りＯＳＣ光の出力レベルを抽出しうるものであり、上り入力モニタ部２３は、上り上流局から入力された上り主信号光及び下りＯＳＣ光の入力レベルを抽出しうるものである。これらについての重複した説明を省略する。
さらに、第１制御部１２ａは、上り主信号光増幅部３４ａ，上りＯＳＣ光送信部１４ａ及び上り出力モニタ部１３にそれぞれ接続され上り主信号光の出力レベルと上り下流局（図示省略）にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルとに基づき損失を計算して上り主信号光の出力レベルを補正し、上りＯＳＣ光の出力レベルと上り主信号光の出力レベルとを、上りＯＳＣ光送信部１４ａへ入力するものである。
これにより、第１送受信部５５ａにおいて、上り主信号光と上りＯＳＣ光とからなる波長多重光が、前段ＡＧＣ増幅器３１ａにて、増幅されてから、可変減衰器３１ｂにて、第１制御部１２ａからの制御信号により所定量だけ減衰されて分散補償ファイバ３１ｃに入力される光レベルが適度なレベルに調整される。そして、分散補償ファイバ３１ｃにて分散が補償され、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄにて増幅される。このように、伝送路５１ａに送信される上り主信号光のレベルがＡＬＣ制御されるのである。
また、上り主信号光増幅部３４ａにて増幅された波長多重光の一部は、出力側のカプラ６０ａにて分岐され、上り光出力モニタ部１３ａへ送信される。さらに、ＷＤＭカプラ６０ｂにて、上りＯＳＣ光送信部１４ａからの上りＯＳＣ光がカップリングされて出力されるのである。
さらに、図１７の左側の隣接する局（図示省略）にて挿入された上りＯＳＣ光は、ＷＤＭカプラ６０ｂにて分岐され、上りＯＳＣ光受信部２４ｂにて、上り上流局における上り主信号光の出力レベルモニタ値と、上りＯＳＣ光の出力レベルモニタ値の情報（ＯＳＣ受信値）とがそれぞれ抽出され、このＯＳＣ受信値が第１制御部１２ａに入力される。さらに、上りＯＳＣ入力モニタ部２３ｂにて、上りＯＳＣ光のレベルがモニタされて、ＯＳＣ入力モニタ値として、第１制御部１２ａに入力される。一方、ＷＤＭカプラ６０ｂにて分岐された波長多重光は、カプラ６０ａにて再度、分岐されて、上り光入力モニタ部２３ａにて上り主信号光の入力レベルがモニタされ、そのモニタ値が入力モニタ値として第１制御部１２ａに入力される。
また、第１制御部１２ａでは、入力モニタ値，ＯＳＣ受信値，ＯＳＣ入力モニタ値のそれぞれに基づいて、下りＯＳＣ送信値が計算され、この下りＯＳＣ送信値が下りＯＳＣ光送信部２４ａに挿入される。一方、後段ＡＧＣ増幅器３１ｄに出力制御信号が入力される。
さらに、この図１７に示す線形中継器１０ｂの第２送受信部５５ｂは、下り主信号光増幅部３４ｂと、下り入力モニタ部３３と、下り出力モニタ部４３と、第４制御部１２ｂとをそなえて構成されている。ここで、下り主信号光増幅部３４ｂは、上り主信号光増幅部３４ａと同様のものであり、下り上流局からの主信号光を増幅して下り下流局に対して出力するものである。
また、下り出力モニタ部４３は、下り下流局へ出力する下り主信号光及び下りＯＳＣ光の出力レベルを抽出しうるものである。
さらに、第４制御部１２ｂは、下りＯＳＣ光受信部１４ｂ，下り出力モニタ部４３及び下り主信号光増幅部３４ｂ，下りＯＳＣ光送信部２４ａにそれぞれ接続され、下り上流局にて受信された上り主信号光の受信レベルと、下り上流局にて受信された上りＯＳＣ光の受信レベルと、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベルの期待値と、下り上流局にて増幅された上り主信号光の入力レベル及び実際に入力された上り主信号光の入力レベルの差分情報とを出力するものである。
なお、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様の機能を有するものなので、重複した説明を省略する。
これにより、第２送受信部５５ｂにおける波長多重光の流れは、次のようになる。すなわち、下り主信号光は下り主信号光増幅部３４ｂにて増幅されて出力され、そして、下り主信号光増幅部３４ｂの入力側のカプラ６０ａにて、入力された波長多重光は分岐され、光入力モニタ部３３ａにて、下り制御情報を含む下り主信号光の入力レベルが測定される。また、ＷＤＭカプラ６０ｂにて分岐された波長多重光は、下りＯＳＣ光入力モニタ部３３ｂにてモニタされ、その入力モニタ値が第４制御部１２ｂに入力される。そして、下りＯＳＣ光受信部１４ｂにて、伝送路５１ｂを介して送信された下りＯＳＣ光に含まれるレベル情報が抽出されるのである。
このような構成によって、線形中継器１０ｂ，２０ｂとの間において波長多重光の送受信の流れは、次のようになる。
まず、線形中継器１０ｂから線形中継器２０ｂに送信される上りＯＳＣ光の光出力レベルは、上りＯＳＣ出力モニタ部１４ａにて数値化されて、第１制御部１２ａに送信される。同様に、上り主信号光の光出力レベルもモニタされ第１制御部１２ａに送信されて、第１制御部１２ａにおいて、上りＯＳＣ光の出力レベル及び上り主信号光の出力レベルが計算されて、これらのレベルに関する情報が、下りＯＳＣ光に挿入されて対向側の線形中継器１０ｂ内の第２制御部２２ａに転送される。
そして、線形中継器２０ｂにおいて、受信された上りＯＳＣ光の光入力レベルと、上り主信号光の光入力レベルと、光増幅器３４ａへの上り主信号光入力レベルの期待値と、光増幅器３４ａへの上り主信号光入力と、実際に入力されている光入力レベルとの差分情報とが、それぞれ、第１制御部１２ａにて計算され、これらの情報が逆方向（Ｗ→Ｅ方向）の下りＯＳＣ光に挿入されて逆側の線形中継器１０ｂに送信される。
また、線形中継器１０ｂにおいて、伝送路５１ｂからの波長多重光が、第４制御部１２ｂを経由して、第１制御部１２ａにフィードバック転送される。そして、このフィードバックされた情報を用いて、第１制御部１２ａは上りＯＳＣ光の出力レベルと、線形中継器２０ｂにおける光増幅器３４ａの光入力レベルとの差に基づいた伝送路５１ａ（Ｅ→Ｗ）の伝送路ロスを計算する。
さらに、線形中継器２０ｂ内の第１制御部１２ａにおいて、この上りＯＳＣ光により計算された伝送路ロスに基づいて、光増幅器３４ａの上り主信号光の出力制御値についての粗調整が行なわれ、光増幅器３４ａが起動される。そして、光増幅器３４ａが起動し、光増幅器３１ａへ上り主信号光が入力されると、第１制御部１２ａは、光増幅器３１ａへの上り主信号光入力レベル期待値に基づき、自局の光増幅器３１ａから出力される値の補正を行なって、出力レベルの微調整を行なう。
このように、各線形中継器がそれぞれ、上り下りの２系の光増幅部／制御部をそなえているので、線形中継器においてもＷＤＭ端局と同様な出力制御を行なうことができる。
また、このように、ＷＤＭ端局と同様に、受信されたＯＳＣ光及び主信号光の光レベルがモニタされ、光増幅器への主信号光入力レベル期待値、実際の入力レベルとの差分情報が、逆方向のＯＳＣ光を用いてフィードバックされる機能が実現されるのである。
（Ｃ）その他
本発明は上述した実施態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
例えば、上り及び下りの定義は、便宜的なものであって、これらを入れ換えても本発明の優位性は損なわれない。また、状態遷移図やシーケンスの内容は、設計上、若干の変更が加えられて、実施されることもある。さらに、前段ＡＧＣ増幅器３１ａや後段ＡＧＣ増幅器３１ｄは、光増幅器であり、いわゆる電気信号のＡＧＣ増幅器とは異なる。
加えて、ＯＳＣ光の出力機能は、例えば光発振器，レーザダイオード等により実現される。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明の光波長多重伝送システムによれば、第１に、主信号光の疎通に関わらずＯＳＣ光により、送信レベル調整が行なえて、主信号光自体で光レベルの自動調整を行なう方法に比べて、主信号光の断等により生じる障害からの復帰を迅速に行なえるようになる。また、第２に、主信号光の波長多重数の変更により、光増幅器の出力が擾乱を受けた場合でも、ＯＳＣ光の出力は影響を受けないため、出力レベルの計算に大きな影響を与えることがなく、安定な出力レベルの保持が行なえるようになる。さらに、第３に、初期設置時に受信レベル調整のための信号源が不要となり、煩雑な調整が不要となる。そして、受信レベル調整用の光ＰＡＤ等の余分な光部品の挿入による伝送路の信頼性の低下を防止できる。また、現調後の伝送路ロスの経時変化、支所移転による伝送路ロス変化に対して、再調整なしで対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用される光波長多重伝送光波長多重伝送システムの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光波長多重伝送システムの構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＷＤＭ端局のブロック図である。
【図４】送信側におけるＷＤＭカプラの動作例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、送信される光スペクトラムを示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ＯＳＣ光のフレームフォーマットを示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、サブフレームの構成図である。
【図８】受信側におけるＷＤＭカプラの動作例を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、光スペクトラムを示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る伝送路外れ状態の動作説明図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る伝送路ロス計算状態の動作説明図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る光増幅器起動／出力安定待ち状態の動作説明図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る通常運用状態の動作説明図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る光増幅器の出力制御値を示す図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係る光増幅器の出力制御の状態遷移図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る光波長多重伝送システムの構成図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る線形中継器のブロック図である。
【図１８】送信側ＷＤＭ端局のブロック図である。
【図１９】ＷＤＭ線形中継器のブロック図である。
【図２０】受信側ＷＤＭ端局のブロック図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、波長数増減時のＡＬＣ動作の説明図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、波長数増減時のＡＧＣ動作の説明図である。
【図２３】光波長多重伝送システムの構成図である。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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