(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、
出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備え、
前記出力信号光パワー制御手段が、
前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、
該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、
該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有し、さらに、
前記入力光測定部及び前記補正実施部が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられ、
前記補正値算出部が、複数の光増幅装置に対して少なくとも1つ設けられ、各光増幅装置からそれぞれ伝達される入力光パワー、雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、各々の光増幅装置についての前記出力補正値を一括して算出し、該算出した各出力補正値を対応する光増幅装置の前記補正実施部に通知する構成であり、かつ、前記各々の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、入力光パワー測定時にｉ段目の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｉ、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｉ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｉ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数１】
0003802992.tif 000019
で与えられることを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項２】
波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、
出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備え、
前記出力信号光パワー制御手段が、
前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、
該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、
該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有し、さらに、
前記出力信号光パワー制御手段が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられるとともに、
該各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段の光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増幅装置についての、前記入力光測定部で測定された入力光パワー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装置についての前記出力補正値を算出し、該算出した出力補正値を、前記補正実施部に通知すると同時に、後段の光増幅装置の補正値算出部に伝達する構成として、光送信局側の光増幅装置から光受信局側の光増幅装置に向けて出力補正値が順次設定され、加えて、
前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、入力光パワー測定時に前段の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｋ−１、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｋ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｋ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数２】
0003802992.tif 000020
で与えられることを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項３】
波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、
出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備え、
前記出力信号光パワー制御手段が、
前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、
該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、
該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有し、さらに、
前記出力信号光パワー制御手段が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられるとともに、
該各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段の光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増幅装置についての、前記入力光測定部で測定された入力光パワー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装置についての前記出力補正値を算出し、該算出した出力補正値を、前記補正実施部に通知すると同時に、後段の光増幅装置の補正値算出部に伝達する構成として、光送信局側の光増幅装置から光受信局側の光増幅装置に向けて出力補正値が順次設定され、加えて、
前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比である補正比率Δに信号光の波長数を乗算した値ｄを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記値ｄｋは、入力光パワー測定時に前段の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｋ−１、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｋ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｋ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数３】
0003802992.tif 000021
で与えられ、かつ、後段の光増幅装置の補正値算出部には、１つの波長数について算出した値ｄのみを自局の出力補正値として伝達することを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の波長多重光通信システムであって、
前記補正値算出部で用いられる、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数が、一次近似式に従って与えられることを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の波長多重光通信システムであって、
前記補正値算出部が、一定時間ごとに前記出力補正値を再計算して前記補正実施部に伝える構成としたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の波長多重光通信システムであって、
前記補正値算出部は、前記入力光測定部で測定された入力光パワーが、その直前に出力補正値を算出したときの値から一定値以上ずれた場合に、前記出力補正値を再計算して前記補正実施部に伝える構成としたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の波長多重光通信システムであって、
前記補正値算出部が、設定可能な最大波長数までの各波長数に対応した前記出力補正値をそれぞれ算出して記憶し、波長数に変更が生じた時に、変更後の波長数に該当する前記出力補正値を読み出して前記補正実施部に伝える構成としたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項８】
波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、
出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備え、
前記出力信号光パワー制御手段が、
システムに想定される信号光の波長数と光増幅装置の光送信局側からの段数との組合せに対応させて予め算出した出力補正値を記憶させる補正値記憶部と、
前記光増幅装置に対して、現在の信号光の波長数と自局の光送信局側からの段数とに関する情報を通知する設定通知部と、
該設定通知部からの情報に該当する出力補正値を前記補正値記憶部から読み出し、該出力補正値に従って前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有し、さらに、
前記補正値記憶部が、前記出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率を記憶し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、予め設定したｉ段目に対する１波長あたりの平均入力信号光パワーをＰｉｎｓｉｇ（ｉ）、該平均入力信号光パワーに対応した雑音指数をＮＦｉ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数４】
0003802992.tif 000022
で与えられることを特徴とする波長多重光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を光増幅装置を用いて増幅しながら伝送する波長多重光通信システムに関し、特に、光増幅装置から出力される１波長あたりの信号光パワーが一定に保たれるようにした波長多重光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットや画像伝送等の普及に伴って光通信システムの大容量化が望まれている。これに対応するために波長多重（ＷＤＭ）光通信システムが実用化され、さらに、波長多重数の増大等の開発が進められている。
【０００３】
図２１は、ＷＤＭ信号光を光増幅装置で一括増幅して多中継伝送を行うＷＤＭ光通信システムの一般的な構成を示すブロック図である。
図２１のシステムは、送信側の端局１と、受信側の端局２と、それら送受信端局の間を結ぶ光ファイバ伝送路３と、該光ファイバ伝送路３の途中に設けられる複数（図では２つ）の光増幅装置４（光中継局）とから構成される。
【０００４】
送信側の端局１は、波長の異なる複数の光信号をそれぞれ出力する複数の光送信器（Ｅ／Ｏ）１Ａと、複数の光信号を波長多重してＷＤＭ信号光とし光ファイバ伝送路３に出力する合波器１Ｂと、ＷＤＭ信号光を所要のレベルに増幅するポストアンプ１Ｃとを有する。受信側の端局２は、光ファイバ伝送路３により伝送されたＷＤＭ信号光を所要のレベルに増幅するプリアンプ２Ａと、プリアンプ２Ａからの出力光を波長に応じて複数の光信号に分ける分波器２Ｂと、複数の光信号をそれぞれ受信処理する複数の光受信器（Ｏ／Ｅ）２Ｃとを有する。
【０００５】
各光増幅装置４では、光ファイバ伝送路３により伝送されたＷＤＭ信号光が一括して増幅される。また、各光増幅装置４では、出力光のトータルパワーがモニタされ、該モニタ値が一定となるように動作を制御する自動レベル制御（ＡＬＣ）が行われる。このように光増幅装置４の出力制御方式をＡＬＣとすることで、中継利得が各スパンごとに独立となるため、システム設計がしやすいという利点がある。
【０００６】
上記のように複数の光増幅装置４を用いてＷＤＭ光通信システムを構築する場合、一般に、各光増幅装置４の利得の波長依存性（利得偏差）によってＷＤＭ信号光の伝送距離が制限される。この利得の波長依存性を抑圧するのに有効な光増幅装置として、本出願人は、例えばＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６や、ＯＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等において開示したような構成を提案している。
【０００７】
この利得の波長依存性を抑圧するのに有効な光増幅装置は、前段光増幅部および後段光増幅部を有する２段構成とし、中段に可変光減衰器を挿入した基本構成を採用する。かかる光増幅装置では、前段および後段の各光増幅部を利得一定制御（ＡＧＣ）で動作させることで利得偏差を抑圧すると同時に、後段の光増幅部の出力光レベルに応じて中段の可変光減衰器の光減衰量を制御することで出力光のＡＬＣを実現している。また、上記光増幅装置におけるＡＬＣの出力設定レベルは、使用波長数が変化したときにでも、１波長あたりの出力光パワーが一定値となるように制御される。具体的には、使用波長数をｍとし、１波長あたりの出力光パワーをＰｏとしたとき、ＡＬＣの出力設定レベルがｍ×Ｐｏに設定される。なお、使用波長数ｍについては、例えば監視系から送られる監視制御信号等によって得られる。このように出力設定レベルの制御を行うことで、ＷＤＭ光通信システムは、使用波長が１波から最大波長数まで変化してもシステムとして動作可能なものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光増幅装置から光ファイバ伝送路に送出できる１波長あたりの出力光パワーには上限値が存在する。この上限値は、光ファイバ伝送路の非線形効果（自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）など）に起因して定まるものである。従来のＷＤＭ光通信システムでは、光増幅装置の１波長あたりの出力光パワーＰｏが、この上限値に近い値となるように設計されてきた。
【０００９】
ここで、光増幅装置から出力される光について詳しく説明する。
一般的な光増幅装置では、入力された信号光の増幅に伴って自然放出光（ＡＳＥ光）が発生し、該ＡＳＥ光が信号光に加算されて出力される。１波長あたりの出力光パワーが所定値Ｐｏ［Ｗ］となるように光増幅装置がＡＬＣ動作している場合、光増幅装置から出力されるトータル出力光パワーＰTout［Ｗ］は、次の（１）式で与えられる。
【００１０】
ＰTout＝ｍ・Ｐｏ＝ＰTin・Ｇ＋２・ｎsp・ｈν・Δf・（Ｇ−１）  ・・・・（１）
ここで、ＰTinは光増幅装置へのトータル入力光パワー［Ｗ］、Ｇは光増幅装置の利得、ｎspは光増幅装置の自然放出係数、ｈνは光子エネルギー［Ｊ］、Δfは光増幅装置の帯域幅［Ｈｚ］である。
【００１１】
（１）式において、右辺の第１項は信号光成分を示し（ただし、入力光が前段の光増幅装置等におけるＡＳＥ光を含む場合には、そのＡＳＥ光の増幅成分を含む）、第２項は当該光増幅装置で発生するＡＳＥ光成分を示している。ＡＬＣ動作する光増幅装置では、トータル出力光パワーＰToutが一定に制御されるため、１波長あたりの出力光パワーＰｏを信号光成分およびＡＳＥ光成分に分けて考えると、前述の上限値に応じた一定のレベルに制御すべき信号光成分に対して、ＡＳＥ光成分（上記（１）式の第２項）が誤差成分となる。すなわち、１波長あたりの出力光パワーＰｏは、（１）式より次の（２）式で表される。
【００１２】
0003802992.tif 000002
ただし、ΔＰｏ＝２・ｎsp・ｈν・Δf・（Ｇ−１）／ｍ［Ｗ］とする。
【００１３】
このように、１波長あたりの信号光パワーは、所定の出力光レベルＰｏよりΔＰｏ減少することになる。したがって、前述したようなＷＤＭ光通信システムでは、ＷＤＭ信号光が光増幅装置で中継増幅されるごとに、次段の光増幅装置への入力信号光パワーが減少して、受信側端局における光ＳＮ比が劣化してしまうという問題がある。この光ＳＮ比は信号光と雑音光（ＡＳＥ光）との比を示すものであって、一般に、光受信器で所要の符号誤り率を達成するにはある値以上の光ＳＮ比が必要となる。次の（３）式は、ｎ段の光増幅装置で中継増幅を行ったときの光ＳＮ比を与えるものである。
【００１４】
0003802992.tif 000003
ここで、ＯＳＮＲはｎ番目の光増幅装置を通過後の光ＳＮ比、ＯＳＮＲiはｉ番目の光増幅装置を単独で使用したときの光ＳＮ比、Ｐinsig(i)はｉ番目の光増幅装置への入力信号光パワー、ｎsp(i)はｉ番目の光増幅装置の自然放出係数である。
【００１５】
また、１波長あたりの信号光パワーの減少量ΔＰｏは、上記（２）式からも判るように、波長数ｍが少ないほど多く、伝送特性に与える影響も大きい。一例を挙げると、５段中継の場合において、３２波使用時は信号光パワーが０．５ｄＢ減少するが，１波使用時には１２．３ｄＢも減少するというデータが得られている。一般に、ＷＤＭ光通信システムに用いられる光増幅装置は広帯域特性であるため、１波で使用するとそのＡＳＥ光による信号光パワーの減少量は大きなものとなる。
【００１６】
このような使用波長数が少ないときの信号光パワーの減少に対処するためには、例えば、少数波長動作時の光ＳＮ比の劣化をあらかじめ見込んで、システム設計を行う方法が考えられる。しかしながら、この場合にはシステムゲインが減少して伝送可能距離が減少してしまうという問題が生じる。
【００１７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、ＡＬＣ動作する光増幅装置を用いてＷＤＭ信号光を中継伝送するときにおける１波長あたりの信号光パワーの減少を防止して伝送特性の向上を図ったＷＤＭ光通信システムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＷＤＭ光通信システムの一態様は、波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有するＷＤＭ光通信システムにおいて、出力光が所定の出力設定レベルに制御された光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備える。また、前記出力信号光パワー制御手段は、前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有する。さらに、前記入力光測定部及び前記補正実施部が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられ、前記補正値算出部が、複数の光増幅装置に対して少なくとも1つ設けられ、各光増幅装置からそれぞれ伝達される入力光パワー、雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、各々の光増幅装置についての前記出力補正値を一括して算出し、該算出した各出力補正値を対応する光増幅装置の前記補正実施部に通知する構成であり、かつ、前記各々の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、入力光パワー測定時にｉ段目の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｉ、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｉ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｉ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数５】
0003802992.tif 000004
で与えられることを特徴とする。
【００１９】
本発明のＷＤＭ光通信システムの他の態様は、波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備える。また、前記出力信号光パワー制御手段は、前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有する。さらに、前記出力信号光パワー制御手段が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられるとともに、該各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段の光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増幅装置についての、前記入力光測定部で測定された入力光パワー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装置についての前記出力補正値を算出し、該算出した出力補正値を、前記補正実施部に通知すると同時に、後段の光増幅装置の補正値算出部に伝達する構成として、光送信局側の光増幅装置から光受信局側の光増幅装置に向けて出力補正値が順次設定される。加えて、前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率Δを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、入力光パワー測定時に前段の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｋ−１、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｋ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｋ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数６】
0003802992.tif 000005
で与えられることを特徴とする。
【００２０】
本発明のＷＤＭ光通信システムの別の態様は、波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備える。また、前記出力信号光パワー制御手段は、前記光増幅装置の入力光パワーを測定する入力光測定部と、該入力光測定部で測定された入力光パワー、前記光増幅装置の前記入力光パワーに対応した雑音指数、前記光増幅装置の帯域幅及び信号光の波長数に基づいて、前記光増幅装置で発生する雑音光パワーを求め、前記光増幅装置の出力設定レベルを前記雑音光パワーだけ増加させるための出力補正値を算出する補正値算出部と、該補正値算出部で算出された出力補正値に従って、前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有する。さらに、前記出力信号光パワー制御手段が、複数の光増幅装置ごとにそれぞれ設けられるとともに、該各出力信号光パワー制御手段の補正値算出部が、前段の光増幅装置についての出力補正値、並びに自局の光増幅装置についての、前記入力光測定部で測定された入力光パワー、該入力光パワーに対応した雑音指数及び帯域幅、並びに信号光の波長数に基づいて、自局の光増幅装置についての前記出力補正値を算出し、該算出した出力補正値を、前記補正実施部に通知すると同時に、後段の光増幅装置の補正値算出部に伝達する構成として、光送信局側の光増幅装置から光受信局側の光増幅装置に向けて出力補正値が順次設定される。加えて、前記補正値算出部が、自局の光増幅装置についての出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比である補正比率Δに信号光の波長数を乗算した値ｄを算出し、ｋ段目の光増幅装置についての前記値ｄｋは、入力光パワー測定時に前段の光増幅装置に対して実施されていた補正比率をδｋ−１、トータル入力光パワーをＰＴｉｎ（ｋ）、該トータル入力光パワーに対応した雑音指数をＮＦｋ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数７】
0003802992.tif 000006
で与えられ、かつ、後段の光増幅装置の補正値算出部には、１つの波長数について算出した値ｄのみを自局の出力補正値として伝達することを特徴とする。
【００２１】
本発明のＷＤＭ光通信システムのさらに別の態様は、波長多重信号光を一括して増幅可能な少なくとも１つの光増幅装置を有する波長多重光通信システムにおいて、出力光が所定の出力設定レベルに制御された前記光増幅装置の前記出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが、信号光の波長数に拘わらず一定に保たれるように、前記光増幅装置の動作を制御する出力信号光パワー制御手段を備える。また、前記出力信号光パワー制御手段は、システムに想定される信号光の波長数と光増幅装置の光送信局側からの段数との組合せに対応させて予め算出した出力補正値を記憶させる補正値記憶部と、前記光増幅装置に対して、現在の信号光の波長数と自局の光送信局側からの段数とに関する情報を通知する設定通知部と、該設定通知部からの情報に該当する出力補正値を前記補正値記憶部から読み出し、該出力補正値に従って前記光増幅装置の出力設定レベルに対する補正を実施する補正実施部と、を有する。さらに、前記補正値記憶部が、前記出力補正値として、補正前の出力光パワーに対する補正量の比で表される補正比率を記憶し、ｋ段目の光増幅装置についての前記補正比率Δｋは、予め設定したｉ段目に対する１波長あたりの平均入力信号光パワーをＰｉｎｓｉｇ（ｉ）、該平均入力信号光パワーに対応した雑音指数をＮＦｉ、帯域幅をΔｆ、信号光の波長数をｍ、光子エネルギーをｈνとしたとき、
【数８】
0003802992.tif 000007
で与えられることを特徴とする。
【００３１】
【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。なお、全図を通して実質的に同一の部分には同一の符号が付してある。
【００３２】
図１は、本発明に係るＷＤＭ光通信システムの第１の基本構成を示すブロック図である。
図１において、本ＷＤＭ光通信システムは、上述の図２１に示した従来のシステムと同様に、送信側及び受信側の各端局１，２と、各端局の間を結ぶ光ファイバ伝送路３と、該光ファイバ伝送路３の途中に設けられた複数の光増幅装置４1〜４n（光中継局）とを有する。本システムの特徴は、各光増幅装置４1〜４nにおいて、ＡＳＥ光成分に対応し出力光の設定レベルを増加させる出力補正が計算に基づいて行われる点にある。なお、図１では、光増幅装置４kについてのみ出力補正の概容が示してあるが、他の光増幅装置についても光増幅装置４kと同様に出力補正が行われる。
【００３３】
光増幅装置４kについて出力補正を実現するための基本構成は、入力光測定部（ＭＯＮ）５Ａ、補正値算出部（ＣＡＬ）５Ｂ及び補正実施部（ＥＸＥ）５Ｃを含んでなる。入力光測定部５Ａは、光増幅装置４kに入力される入力光のトータルパワーを測定して、その結果を補正値算出部５Ｂに伝える。補正値算出部５Ｂは、光増幅装置４k-1（前段の中継局）における出力補正値、並びに、光増幅装置４kにおける入力光パワー、雑音指数、帯域幅及び使用波長数を用いて後述する出力補正値を算出する。補正値算出部５Ｂに入力される前段の出力補正値は、例えば、監視系から送られる監視制御（ＯＳＣ）信号などによって提供される。また、自局の雑音指数及び帯域幅は、図示しないがメモリ等にあらかじめ設定されているものとし、使用波長数は、上記監視制御信号等によって提供されるか、あるいは自局でモニタするようにしてもよい。算出された出力補正値は、補正実施部５Ｃに送られて光増幅装置４kについての出力設定レベルの補正が実施されるとともに、後段の光増幅装置に監視制御信号を介して伝達される。
【００３４】
ここで、各光増幅装置４1〜４nに対する出力補正値の算出方法について詳しく説明する。
まず、初段の光増幅装置４1での出力補正値について考えると、補正前のトータル出力光パワー（信号光＋ＡＳＥ光）ＰTout(1)［Ｗ］及び補正後のトータル出力光パワー（信号光＋ＡＳＥ光）ＰTout(1)’［Ｗ］は、次の（４）式及び（５）式で与えられる。
【００３５】
ＰTout(1)＝ｍ・Ｐｏ
＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1＋２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1−１) ・・・・（４）
ＰTout(1)’＝ＰTout(1)＋ΔＰout(1)
＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1’＋２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1’−１)・・・・（５）
ここで、Ｐinsig(1)は１段目の光増幅装置の入力信号光パワー［Ｗ］、Ｇ1は１段目の光増幅装置の出力補正前の利得、Ｇ1’は１段目の光増幅装置の出力補正後の利得、ｎsp(1)は１段目の光増幅装置の自然放出係数、ｈνは光子エネルギー［Ｊ］、Δfは光増幅装置の帯域幅［Ｈｚ］である。また、ΔＰout(1)は１段目の光増幅装置における出力補正値とする。
【００３６】
ＡＬＣ動作下において、補正後の１波長あたりの出力信号光パワーが所定値Ｐｏになるように、すなわち、ＰTout(1)＝ｍ・Ｐｏ＝ｍ・Ｐinsig(1)・Ｇ1’になるように、出力補正前の出力値に補正値ΔＰout(1)を足すのであるから、（５）式より、補正値ΔＰout(1)は次の（６）式で表すことができる。
【００３７】
ΔＰout(1)＝２・ｈν・ｎsp(1)・Δｆ・(Ｇ1’−１)           ・・・・（６）
補正前のトータル出力光パワーＰTout(1)に対する補正値ΔＰout(1)の比（以下、補正比率とする）Δ1を求めると、次の数５に示す（７）式となる。
【００３８】
【数５】
0003802992.tif 000008
【００３９】
次に、２段目以降の光増幅装置４2〜４nにおける出力補正値を考える。
２段目の光増幅装置では、たとえ自局がＡＳＥ光を発生しなくても、前段の光増幅装置の補正値分だけ、出力レベルを増加させる必要がある。現実には、２段目の光増幅装置でもＡＳＥ光が発生し、それに対応した補正値分も加わることになる。したがって、２段目の光増幅装置４2について補正比率Δ2を求めると、次の数６に示す（８）式となる。
【００４０】
【数６】
0003802992.tif 000009
【００４１】
さらに、上記の場合と同様にして、ｋ段目の光増幅装置４kについて補正比率Δkを求めると、次の数７に示す（９）式となる。
【００４２】
【数７】
0003802992.tif 000010
【００４３】
ここで、光増幅装置４kの自然放出係数ｎsp(k)及び入力信号光パワーＰinsig(k)は、一般に、次の数８に示す（１０）式及び（１１）式で与えられることが知られている。
【００４４】
【数８】
0003802992.tif 000011
【００４５】
ただし、ＮＦkはｋ段目の光増幅装置の雑音指数ＮＦ［ｄＢ］、ＰTin(k)はｋ段目の光増幅装置のトータル入力光パワーである。また、δk-1は入力光パワーを測定した時の前段光増幅装置４k-1の出力補正値（実施されている値）を示す。
【００４６】
なお、上記出力補正値δk-1は、前段の光増幅装置の出力補正を実施した後に、自局の出力補正値を算出する場合には、δk-1＝Δk-1となる。一方、前段の出力補正を実施する前に、各々の光増幅装置についての出力補正値を算出し、すべての光増幅装置での出力補正値を算出した後に、各光増幅装置の出力レベルを設定する場合には、δk-1＝０となる。この詳細については後述する。
【００４７】
（１０）（１１）式を用いて（９）式を変形すると、光増幅装置４kにおける補正比率Δkは、次の数９に示す（１２）式となる。
【００４８】
【数９】
0003802992.tif 000012
【００４９】
さらに、上記（１３）式について、光増幅装置の実際の使用状態を想定した１つの具体例を以下に示しておく。
伝送されるＷＤＭ信号光の波長帯として、例えば１．５５μｍを想定した場合には、光子エネルギーｈνは、プランク定数ｈ＝６．６３×１０-34［Ｊｓ］を用いて、ｈν＝１．２８×１０-19［Ｊ］となる。また、光増幅装置への入力光パワーは通常ｄＢｍ単位でモニタされることが多いことから、トータル入力光パワーＰTin(k)をＷ単位からｄＢｍ単位に変換すると次の関係が成立する。
【００５０】
ＰTin(k)d＝１０logＰTin(k)＋３０
ただし、ＰTin(k)dはｋ段目の光増幅装置のトータル入力光パワー［ｄＢｍ］である。さらに、光増幅装置の帯域幅Δｆは、Ｈｚ単位からｎｍ単位に変換すると、１．５５μｍ帯では次の数１０に示す関係が成立する。
【００５１】
【数１０】
0003802992.tif 000013
【００５２】
ここで、ｃは光速［ｍ／ｓ］、λは使用波長［ｍ］、ΔＦ’はｍ単位で表した光増幅装置の帯域幅、ΔＦはｎｍ単位で表した光増幅装置の帯域幅である。
これらの関係を用いて（１２）式を整理すると、光増幅装置４kにおける補正比率Δkは、次の数１１に示す（１３）式で具体的に表すことができる。
【００５３】
【数１１】
0003802992.tif 000014
【００５４】
なお、光増幅装置４kにおけるＡＬＣの出力設定レベルをｄＢｍ単位で与えている場合には、出力設定レベルを１０log（１＋Δk）増加させることによって、出力補正を実施できる。また、光増幅装置４kについての入力光パワー、雑音指数または帯域幅がほぼ決まっている場合には、それぞれに対応する値を固定値として、(１２)式あるいは（１３）式に与えて補正比率を計算してもよい。
【００５５】
次に、各光増幅装置４1〜４nでの出力補正の実施方法について説明する。
ＷＤＭ光通信システムにおいて複数の光増幅装置の出力補正を実施する方法は、基本的に、システム立ち上げ時の方法と、ＷＤＭ信号光を中継伝送しているインサービス状態で、使用波長数の変化に応じて補正値を再計算しそれを反映させる場合の方法と、に分けて考えることができる。また、それぞれの場合について、少なくとも２通りの実施パターンが考えられる。すなわち、各光増幅装置の出力補正値を計算した後に、すべての光増幅装置について一斉に出力補正を実施するパターン（以下、一斉出力補正実施パターンとする）と、出力補正値の計算及びその実施を上流（送信側）から下流（受信側）の光増幅装置に向けて逐次実行していくパターン（以下、逐次出力補正実施パターンとする）と、である。ここでは、各々の実施パターンにおける基本動作について説明する。
【００５６】
システム立ち上げ時の一斉出力補正実施パターンにおいては、まず、出力補正を実施しないで各光増幅装置４1〜４nを動作させておく。その状態で上流の光増幅装置から順に出力補正値の計算のみを実行し、計算された各補正値を記憶しておく。そして、すべての光増幅装置の補正値が計算し終わったら、各々の補正値に従って各光増幅装置の出力設定レベルを一斉に補正する。
【００５７】
システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パターンにおいては、まず、１段目の光増幅装置４1が、出力補正値の計算を行いその計算結果に従って出力設定レベルを補正する。光増幅装置４1の出力補正が完了すると、２段目の光増幅装置４2が補正値の計算及び出力設定レベルの補正を行い、以降、下流の光増幅装置に向けて同様の処理を逐次実行する。
【００５８】
インサービス状態の一斉出力補正実施パターンにおいては、各光増幅装置４1〜４nを現状の出力補正値に従って動作させておく。その状態で上流の光増幅装置から順に出力補正値の再計算のみを実行し、計算された各補正値を記憶しておく。そして、すべての光増幅装置の補正値が計算し終わったら、新規に計算した補正値に従って各光増幅装置の出力設定レベルを一斉に補正する。
【００５９】
インサービス状態の逐次出力補正実施パターンにおいては、１段目の光増幅装置４1が、出力補正値の再計算を行いその計算結果に従って出力設定レベルを補正する。光増幅装置４1の出力補正が完了すると、２段目の光増幅装置４2が補正値の再計算及び出力設定レベルの補正を行い、以降、下流の光増幅装置に向けて同様の処理を逐次実行する。
【００６０】
なお、ここでは、補正値を再計算する場合として、インサービス状態で使用波長数に変化があった場合を想定した。しかし、この場合以外にも、例えば、光ファイバ伝送路３が空中などに敷設されたりする場合は、季節により温度変動等の影響を受けて光ファイバ伝送路３の損失が変動したりするため、一定時間（期間）ごとにそのときの入力光パワーに対応した出力補正値を再計算して再設定することが望まれる。また、各光増幅装置の入力光パワーが出力補正値を算出した時の値から一定値以上ずれた場合にも、そのときの入力光パワーに対応した出力補正値を再計算して再設定するようにしてもよい。
【００６１】
上述のようにして、各光増幅装置４1〜４nについての出力補正を実施することにより、それぞれの光増幅装置４1〜４nの出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが一定に制御されるようになる。
【００６２】
具体的な一例として、補正前の出力光設定レベルが０ｄＢｍ／ｃｈ、雑音指数が７ｄＢ、帯域幅が３０ｎｍである光増幅装置を、伝送路損失が２５ｄＢの光ファイバ伝送路を介して６段接続したＷＤＭ光通信システムの伝送特性を以下に示す。
【００６３】
なお、ここでは各光増幅装置における利得偏差や光ファイバ伝送路のチルト等は無いものと仮定して、説明の簡単化を図るものとする。実際には、光増幅装置の利得偏差等のために各波長間に信号光パワー偏差が生じるが、このような場合でも各波長ごとの信号光パワーの平均値を考えることにより、上記の仮定を適用した場合と同様に扱うことが可能である。
【００６４】
図２は、各光増幅装置から出力される１波長あたりの光パワーの変化を出力補正の有無に応じて示したレベル図である。横軸は光増幅装置の中継数を示し、縦軸は１波長あたりの出力光パワー［ｄＢｍ／ｃｈ］を示している。
【００６５】
図２に示すように、出力補正ありの場合、信号光及びＡＳＥ光を加算した出力光パワー（図中の×印）は、中継数の増加に伴って大きくなる。しかし、出力光に含まれる信号光のみのパワー（図中の黒三角印）に着目すると、各光増幅装置の出力において一定レベル（０ｄＢｍ／ｃｈ）に制御されていることがわかる。これと比較して、従来システムと同様の補正なしの場合には、出力光に含まれる信号光パワー（図中の黒菱形印）は、中継数の増加に伴って小さくなっていく。これは信号光及びＡＳＥ光を加算した出力光パワーが、一定に制御されているためである。
【００６６】
図３は、各光増幅装置ごとの光ＳＮ比の変化を示した図である。横軸は光増幅装置の中継数を示し、縦軸は光ＳＮ比［ｄＢ］を示している。ここでは、出力補正をしない場合の出力光パワーを０ｄＢｍ／ｃｈ、伝送路損失を２５ｄＢ、光増幅装置の雑音指数を７ｄＢ、帯域幅を３０ｎｍ、１波伝送の条件で計算を行った。
【００６７】
図３に示すように、１段目の光増幅装置の出力において約２６ｄＢであった光ＳＮ比が、６段目の光増幅装置の出力において、出力補正なしの場合（図中の黒菱形印）に約１０ｄＢまで劣化するのに対し、出力補正ありの場合（図中の黒四角印）には約１８ｄＢとなっている。
【００６８】
このように、第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムでは、各光増幅装置４1〜４nについて出力補正を実施することで、各々の光増幅装置から出力される信号光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所要値に保持されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送特性の向上を図ることができる。これにより、受信側端局２において優れた受信感度を得ることが可能となる。
【００６９】
次に、上述した第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムの具体的な実施形態について説明する。
図４は、第１の基本構成を適用した実施形態（１−１）の構成を示すブロック図である。
【００７０】
実施形態（１−１）のＷＤＭ光通信システムは、各光増幅装置の出力補正値を一括して計算し、その結果を各々の光増幅装置に伝達する方式を採ることを特徴とする。具体的には図４において、複数の光増幅装置４1〜４nに対して１つの中央局１０が設けられる。この中央局１０内には、例えばワークステーション（ＷＳ）等の情報処理装置が備えられていて、該ワークステーションと各光増幅装置４1〜４nとの間で双方向の情報伝達が行われる。ここでは中央局１０が、図１の基本構成における補正値算出部５Ｂとしての機能を備える。なお、光増幅装置４1〜４nをグループ化して、各グループごとに中央局を配置することも可能である。
【００７１】
各光増幅装置４1〜４nとしては、例えば上述のＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６や、ＯＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等で開示した構成等を、それぞれに対して用いるのが好適である。その具体的な構成の一例を図５のブロック図に示す。ただし、本発明に用いられる各光増幅装置の構成はこれに限られるものではない。
【００７２】
図５に示す光増幅装置は、前段光アンプ４０および後段光アンプ４１を有する２段構成であって、各アンプの間に可変光減衰器（ＡＴＴ）４２を備えている。前段アンプ４０及び後段アンプ４１としては、例えば、希土類元素ドープファイバを用いた光ファイバ増幅器などの公知の光増幅器を使用でき、それぞれの動作は、各ＡＧＣ回路４０Ａ，４１Ａによって利得が一定となるように制御されている。
【００７３】
可変光減衰器４２は、外部からの信号により光減衰量を変化させることのできる公知の光減衰器とする。この可変光減衰器４２の光減衰量は、ＡＬＣ回路４２Ａから出力される信号によって制御される。ＡＬＣ回路４２Ａは、後段アンプ４１の出力光を光カプラ４２Ｂで分岐し受光素子（ＰＤ）４２Ｃで光電変換した信号に基づいて、後段アンプ４１の出力光パワーが出力設定レベルで一定となるように可変光減衰器４２の光減衰量を制御する信号を発生する。このとき基準とされる出力設定レベルは、監視系（ＳＶ）４３からの信号によって制御され、中央局１０で算出された出力補正値を反映したものとされる。具体的には、１波長あたりの出力光パワーをＰｏ、使用波長数をｍとしたとき、ＡＬＣレベルをｍ×Ｐｏに出力補正値を加えたレベルに設定する。
【００７４】
監視系４３は、中央局１０から送られてくる信号に従って、ＡＬＣの出力設定レベルを制御する信号をＡＬＣ回路４２Ａに送るとともに、入力光モニタ（ＭＯＮ）４４で測定された入力光パワー及びメモリ（ＭＥＭ）４５に記憶された情報を中央局１０に送る。
【００７５】
入力光モニタ４４は、前段光アンプ４０への入力光の一部を光カプラ４４Ａで分岐し、その分岐光をモニタすることでトータル入力光パワーを測定する。メモリ４５には、本光増幅装置についての、入力光パワーに対応したＮＦ値及び帯域幅があらかじめ記憶されている。なお、光増幅装置において使用波長数をモニタする場合には、図示しないが、例えば波長数モニタ等を別途設け、その結果を監視系４３を介して中央局に送るようにする。
【００７６】
ここでは、入力光モニタ４４が、図１の基本構成における入力光測定部５Ａに相当し、また、ＡＬＣ回路４２Ａが補正実施部としての機能を有することになる。
【００７７】
上記のような構成を有するＷＤＭ光通信システムでは、監視系４３を通じて、各光増幅装置４1〜４nについての情報（入力光パワーＰTin、雑音指数ＮＦ、帯域幅ΔＦ、使用波長数ｍ）が、中央局１０のワークステーションに集められる。中央局１０では、上述した（９）式より（１３）式を求めたのと同様にして得られる、次の数１２に示す（１４ａ）式及び（１４ｂ）式を使用して、各光増幅装置４1〜４nについての補正比率Δ1〜Δnが計算される。
【００７８】
【数１２】
0003802992.tif 000015
【００７９】
ただし、（１４ａ）式は、補正比率算出の際、まだ出力補正が実施されていない場合に適用され、（１４ｂ）式は、既に出力補正が実施されている場合に適用される。
【００８０】
なお、各光増幅装置４1〜４nについて、入力光パワーＰTin、雑音指数ＮＦまたは帯域幅ΔＦの値がほぼ決まっている場合には、それぞれの値を固定値として各式に与えて、各々の補正比率Δ1〜Δnを計算してもよい。また、入力光パワーに対応したＮＦ値については、各光増幅装置の種類ごとに入力光パワーに対するデータベースの形式でメモリ４５にあらかじめ用意しておくか、あるいは、次の（１５）式で示す一次近似式を用いて算出することも可能である。
【００８１】
0003802992.tif 000016
ここで、ａ，ｂは光増幅装置の特性に応じて定まる定数である。このように一次近似式を用いて入力光パワーに対応したＮＦ値を求めるようにすれば、メモリ４５の記憶容量を少なくすることができる。
【００８２】
上記のようにして計算された各光増幅装置４1〜４nの補正比率Δ1〜Δnは、中央局１０から対応する光増幅装置４1〜４nの監視系４３に送られる。各光増幅装置４1〜４nでは、中央局１０からの補正比率Δ1〜Δnに従って、ＡＬＣの出力設定レベルが補正される。
【００８３】
ここで、本ＷＤＭ光通信システムにおける具体的な出力補正の実施方法を、システム立ち上げ時及びインサービス時に分けて説明する。
システム立ち上げ時において、実施パターンとして上述の一斉出力補正実施パターンを適用する場合には、図６のフローチャートに示すような実施手順となる。
【００８４】
まず、図６のステップ１０１（図中Ｓ１０１で示し、以下同様とする）において、出力補正を実施しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動作させる。ステップ１０２では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、トータル入力光パワーＰTinがモニタされるとともに、各光増幅装置４1〜４nで使用波長数ｍを検出する場合には、波長数ｍのモニタも行われる。そして、モニタしたトータル入力光パワーＰTin、それに対応した雑音指数ＮＦ、帯域幅ΔＦ及び使用波長数ｍが、各光増幅装置４1〜４nから中央局１０に伝達される。なお、雑音指数ＮＦ、帯域幅ΔＦのデータは中央局１０で用意しておいてもよい。
【００８５】
ステップ１０３では、中央局１０において、各光増幅装置４1〜４nからの情報を基に、（１４ａ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、上流（送信）側の光増幅装置４1から順に、各補正比率Δ1〜Δnが算出される。この際、δ1，δ2，…δk-1…δn-1の値はいずれも０とされる。そして、ステップ１０４で、算出された各補正比率Δ1〜Δnが、対応する光増幅装置４1〜４nに伝達され、各々のメモリ４５に記憶される。
【００８６】
各補正比率Δ1〜Δnの伝達が終わると、ステップ１０５において、中央局１０から各光増幅装置４1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信される。そして、ステップ１０６では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ1〜Δnに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。例えば、出力設定レベルがｄＢｍ単位で与えられているならば、出力設定レベルを１０log（１＋Δ1〜n）増加させる。上記ステップ１０１〜１０６の一連の処理により、システム立ち上げ時の一斉出力補正実施パターンが完了する。
【００８７】
また、システム立ち上げ時において、逐次出力補正実施パターンを適用する場合には、図７のフローチャートに示すような実施手順となる。
まず、図７のステップ２０１において、出力補正を実施しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動作させる。そして、次のステップ２０２〜ステップ２０７の一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行う。
【００８８】
ステップ２０２では、トータル入力光パワーＰTin(i)がモニタされるとともに、光増幅装置４iで使用波長数ｍを検出する場合には、波長数ｍのモニタも行われる。そして、モニタしたトータル入力光パワーＰTin(i)、それに対応した雑音指数ＮＦi、帯域幅ΔＦ及び使用波長数ｍが光増幅装置４iから中央局１０に伝達される。
【００８９】
ステップ２０３では、中央局１０において、光増幅装置４iからの情報を基に、（１４ａ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、δi-1＝Δi-1として補正比率Δiが算出される。ステップ２０４では、算出された補正比率Δiが光増幅装置４iに伝達されメモリ４５に記憶される。そして、ステップ２０５では、中央局１０から光増幅装置４iに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信され、ステップ２０６では、光増幅装置４iにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δiに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。例えば、出力設定レベルがｄＢｍ単位で与えられているならば、出力設定レベルを１０log（１＋Δi）増加させる。
【００９０】
次に、ステップ２０７では、出力補正が最終段の光増幅装置４nまで実施されたか否かが判定される。光増幅装置４nまで実施されていない場合には、ステップ２０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、出力補正の実施が光増幅装置４nまで終わると、システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パターンが完了する。
【００９１】
なお、ここでは中央局１０が、ステップ２０４で補正比率を光増幅装置に伝達した後にステップ２０５で出力補正実施コマンドを発信するようにしたが、ステップ２０５を省略して補正比率の通知と同時に出力補正を実施しても構わない。
【００９２】
一方、インサービス状態において、一斉出力補正実施パターンを適用する場合には、図８のフローチャートに示すような実施手順となる。
図８のステップ３０１において、インサービス状態の各光増幅装置４1〜４nは、既に算出された出力補正比率（この値をδ1〜δnとして表している）に従って動作している。このような状態にあって、出力補正値の見直し要求が生じた場合、次のステップ３０２以降の処理が実行される。
【００９３】
ステップ３０２では、各光増幅装置４1〜４nにおいてトータル入力光パワーＰTin等がモニタされ、各々の光増幅装置４1〜４nから中央局１０に、トータル入力光パワーＰTin、雑音指数ＮＦ、帯域幅ΔＦ及び波長数ｍが伝達される。
【００９４】
ステップ３０３では、中央局１０において、各光増幅装置４1〜４nからの情報を基に、（１４ｂ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、上流（送信）側の光増幅装置４1から順に、各補正比率Δ1〜Δnが算出される。この際、補正比率δ1〜δn-1の値としては、前回の設定時にメモリ４５に記憶させた、現在各光増幅装置４1〜４n-1に設定されている値を用いる。そして、ステップ３０４では、新たに算出された各補正比率Δ1〜Δnが、対応する光増幅装置４1〜４nに伝達され、各々のメモリ４５の記憶データか更新される。
【００９５】
各補正比率Δ1〜Δnの伝達が終わると、ステップ３０５において、中央局１０から各光増幅装置４1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信される。そして、ステップ３０６では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ1〜Δnに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの再補正が実施され、各光増幅装置４1〜４nのＡＬＣが再開される。これら一連の動作によりインサービス状態の一斉出力補正実施パターンが完了する。
【００９６】
また、インサービス状態において、逐次出力補正実施パターンを適用する場合には、図９のフローチャートに示すような実施手順となる。
図９のステップ４０１において、インサービス状態の各光増幅装置４1〜４nは、既に算出された出力補正比率δ1〜δnに従って動作している。そして、出力補正値の見直し要求があった場合には、次のステップ４０２〜ステップ４０７の一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行う。
【００９７】
ステップ４０２では、トータル入力光パワーＰTin(i)等がモニタされる。そして、トータル入力光パワーＰTin(i)、雑音指数ＮＦ1、帯域幅ΔＦ及び使用波長数ｍが光増幅装置４iから中央局１０に伝達される。
【００９８】
ステップ４０３では、中央局１０において、光増幅装置４iからの情報を基に、（１４ｂ）式に従って（あるいは（１２）式を用いてもよい）、補正比率Δiが算出される。この際、δi-1の値としては、今回計算したΔi-1を用いる。ステップ４０４では、新たに算出された補正比率Δiが光増幅装置４iに伝達され、メモリ４５の記憶データが更新される。そして、ステップ４０５では、中央局１０から光増幅装置４iに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信され、ステップ４０６では、光増幅装置４iにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δiに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの再補正が実施される。
【００９９】
次に、ステップ４０７では、出力設定レベルの再補正が下流側（最終段）の光増幅装置４nまで実施されたか否かが判定される。光増幅装置４nまで実施されていない場合には、ステップ２０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、出力補正の実施が光増幅装置４nまで終わると、インサービス状態の逐次出力補正実施パターンが完了する。なお、ここでもステップ２０５を省略して補正比率の通知と同時に出力補正を実施しても構わない。
【０１００】
上述したように実施形態（１−１）では、各光増幅装置４1〜４nの出力補正値を中央局１０で一括して算出するようにしても、各々の光増幅装置から出力される信号光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所要値に保持されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送特性の向上を図ることができる。
【０１０１】
次に、第１の基本構成を適用した別の実施形態（１−２）について説明する。図１０は、実施形態（１−２）におけるＷＤＭ光通信システムの構成を示すブロック図である。
【０１０２】
実施形態（１−２）のＷＤＭ光通信システムは、各光増幅装置が自局の出力補正値を算出することができ、前段の光増幅装置で算出された補正値を後段の光増幅装置に転送していく方式を採ることを特徴とする。具体的には図１０において、複数の光増幅装置４1〜４nそれぞれに補正値算出部（ＣＡＬ）としての機能が備えられる。
【０１０３】
図１１は、各光増幅装置４1〜４nの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
図１１の光増幅装置の構成は、上述の図５に示した光増幅装置の構成について基本的に補正値算出のための要素を付加したものである。具体的には、図５の監視系４３に代えて、ＷＤＭカプラ４６Ａ、ＯＳＣ用光受信器（ＯＳＣ  Ｏ／Ｅ）４６Ｂ、信号処理回路４６、ＯＳＣ用光送信器（ＯＳＣ  Ｅ／Ｏ）４６Ｃ及びＷＤＭカプラ４６Ｅが設けられる。なお、ここでは前段で算出された補正値や波長数等の転送が、監視制御（ＯＳＣ）信号により行われるものとする。この監視制御信号は、中継伝送されるＷＤＭ信号光の主信号波長とは別の波長を有する光信号であって、主信号光とともに波長多重されて各光増幅装置４1〜４n間を伝送される。
【０１０４】
ＷＤＭカプラ４６Ａは、光ファイバ伝送路３を通って光増幅装置に入力されたＷＤＭ光から監視制御信号成分を抽出する光デバイスであって、ここでは光カプラ４４Ａの前段に配置される。ＯＳＣ用光受信器４６Ｂは、ＷＤＭカプラ４６Ａで抽出された光信号を受光して監視制御信号を再生し信号処理回路４６に出力する。信号処理回路４６は、ＯＳＣ用光受信器４６Ｂからの監視制御信号、入力光モニタ４４からのトータル入力光パワー及びメモリ４５に記憶された雑音指数及び帯域幅を用いて（１２）式に従い補正比率を算出した後に、ＡＬＣの出力設定レベルを補正する信号をＡＬＣ回路４２Ａに送る。算出された補正比率は、メモリ４５に記憶されるとともに、後段の光増幅装置への監視制御信号としてＯＳＣ用光送信器４６Ｃに送られる。ＯＳＣ用光送信器４６Ｃは、信号処理回路４６からの監視制御信号を光信号に変換してＷＤＭカプラ４６Ｅに出力する。ＷＤＭカプラ４６Ｅは、ＯＳＣ用光送信器４６Ｃからの出力光を主信号光に合波する光デバイスであって、ここでは光カプラ４４Ａの後段に配置される。
【０１０５】
ここで、本ＷＤＭ光通信システムにおける具体的な出力補正の実施方法を、システム立ち上げ時及びインサービス時に分けて説明する。
システム立ち上げ時において、一斉出力補正実施パターンを適用する場合には、図１２のフローチャートに示すような実施手順となる。
【０１０６】
まず、図１２のステップ５０１において、出力補正を実施しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動作させる。そして、次のステップ５０２〜ステップ５０７の一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行う。
【０１０７】
ステップ５０２では、前段の光増幅装置４i-1から送られてくる監視制御信号を受信して、使用波長数ｍ及び前段で算出された補正比率Δi-1を得る。ただし、初段（ｉ＝１）の光増幅装置の場合には使用波長数ｍのみを得るものとする。そして、ステップ５０３では、光増幅装置４iへのトータル入力光パワーＰTin(i)等がモニタされる。
【０１０８】
ステップ５０４では、信号処理回路４６において、ステップ５０２，５０３で得られたデータ並びにメモリ４５に記憶された対応する雑音指数ＮＦi及び帯域幅ΔＦを用い（１２）式に従って、δi-1＝０として補正比率Δiが算出される。ステップ５０５では、算出された補正比率Δiがメモリ４５に記憶される。ステップ５０６では、光増幅装置４iにおける補正比率Δi及び使用波長数ｍの情報が、監視制御信号として次段の光増幅装置４i+1に送信される。
【０１０９】
そして、ステップ５０７では、補正比率の算出が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合には、ステップ５０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、次のステップ５０８に進む。
【０１１０】
ステップ５０８では、各光増幅装置４1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信される。このコマンドは、例えば監視制御信号などを介して各光増幅装置４1〜４nに瞬時に通知されるようにする。そして、ステップ５０９では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶した補正比率Δ1〜Δnに従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。この際、出力設定レベルがｄＢｍ単位で与えられているならば、出力設定レベルを１０log（１＋Δ1〜n）増加させる。このようにしてシステム立ち上げ時の一斉出力補正実施パターンが完了する。
【０１１１】
また、システム立ち上げ時において、逐次出力補正実施パターンを適用する場合には、図１３のフローチャートに示すような実施手順となる。
図１３において、ステップ６０１〜ステップ６０３の各処理は、上記の一斉出力補正実施パターンを適用した場合のステップ５０１〜ステップ５０３の各処理と同様である。
【０１１２】
次のステップ６０４では、信号処理回路４６において、ステップ５０２，５０３で得られたデータ並びにメモリ４５に記憶された対応する雑音指数ＮＦi及び帯域幅ΔＦを用い（１２）式に従って、補正比率Δiが算出される。この際、δi-1＝Δi-1として計算が行われる。ステップ６０５では、算出された補正比率Δiがメモリ４５に記憶されるとともに、その補正比率Δiに従ってＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。さらに、ステップ６０６では、メモリに記憶させた補正比率Δi及び使用波長数ｍの情報が、監視制御信号として次段の光増幅装置４i+1に送信される。
【０１１３】
次に、ステップ６０７では、補正比率の算出及び出力補正の実施が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合には、ステップ６０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、システム立ち上げ時の逐次出力補正実施パターンが完了する。
【０１１４】
一方、インサービス状態においては、上述したシステム立ち上げ時の実施手順と比較したとき、最初のステップ５０１，６０１での各光増幅装置４1〜４nの動作が、既に算出された出力補正比率δ1〜δnに従っている点が異なるとともに、一斉出力補正実施パターンを適用する場合には、上述のステップ５０４での補正比率Δiの算出において、δi-1として用いる値は、前回の設定時に前段の光増幅装置４i-1のメモリ４５に記憶させたものを転送してもらうか、あるいは、前回の設定時に光増幅装置４iで受信しメモリ４５に記憶させた前段の補正比率を用いる点が異なる。上記の点以外のインサービス状態における実施手順は、システム立ち上げ時の実施手順と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１１５】
上述したように実施形態（１−２）では、各光増幅装置４1〜４nにおいてそれぞれ出力補正値を算出するようにしても、実施形態（１−１）の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
次に、第１の基本構成を適用したさらに別の実施形態（１−３）について説明する。
実施形態（１−３）のＷＤＭ光通信システムは、例えば実施形態（１−２）について、インサービス状態における使用波長数の変化に対して速やかに出力補正値を設定できるように、出力補正値の算出方法に改良を施したことを特徴とする。システムの構成自体は、上述の図１０に示した実施形態（１−２）の場合と同様であるため説明を省略する。
【０１１７】
実施形態（１−３）では、システムで使用される最大波長数ｍmaxまでの補正値を事前に各光増幅装置４1〜４nで算出し、各光増幅装置４1〜４n内のメモリ４５に記憶させておき、インサービス状態で使用波長数が変化したとき、それに対応する波長数の補正値が出力設定レベルに反映されるようにする。各光増幅装置４1〜４nで最大波長数ｍmaxまでの補正値が事前に算出できるのは、上述の（１２）式における｛ＮＦk−１０log（ＰTin(k)／ｍ）＋１０log（１＋δk-1）｝の値が使用波長数によらずに一定となるためである。ある波長数における上記の値が得られれば、その値を固定として（１２）式で波長数ｍを１波から最大波長数ｍmaxまで順次代入して、それぞれの波長数に対応した補正比率Δkを算出することができる。
【０１１８】
ここで、例えばｉ段目の光増幅装置４iにおける補正比率の基本的な算出方法を図１４のフローチャートを用いて説明する。
図１４において、ステップ７０１では、前段の光増幅装置４i-1で算出された、最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応した補正比率Δi-1（ｍ）と、現在動作中の波長数ｍ0と、光増幅装置４i-1で現在実施されている補正比率δi-1（ｍ0）とが、例えば監視制御信号などによって、前段の光増幅装置４i-1からｉ段目の光増幅装置４iに伝達される。ただし、前段の光増幅装置４i-1が、新規に算出した補正比率Δi-1（ｍ0）に従って出力補正を実施している場合には、δi-1（ｍ0）＝Δi-1（ｍ0）となる。このような場合には、光増幅装置間の転送情報量を減らすことが可能である。
【０１１９】
ステップ７０２では、光増幅装置４iが、前段からの監視制御信号を受信して、光増幅装置４i-1における上記の各情報を得るとともに、光増幅装置４iへのトータル入力光パワーＰTin(i)がモニタされる。そして、ステップ７０３では、トータル入力光パワーＰTin(i)、それに対応した雑音指数ＮＦi、帯域幅ΔＦ及び前段の光増幅装置４i-1から得た各情報を用い、上述の（１２）式に従って、現在の波長数ｍ0における補正比率Δi（ｍ0）だけでなく、最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍに対応した補正比率Δi（１）〜Δi（ｍmax）をそれぞれ算出する。そして、ステップ７０４では、算出された各補正比率Δi（１）〜Δi（ｍmax）の値が、光増幅装置４iのメモリ４５に記憶される。
【０１２０】
ステップ７０５では、光増幅装置４iにおける最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応した補正比率Δi（ｍ）と、現在の波長数ｍ0と、現在実施されている補正比率δi（ｍ0）とが、次段の光増幅装置４i+1に送信される。この場合にも、次段への送信を行う前に、新規に算出した補正比率Δi（ｍ0）に従った出力設定レベルの補正を実施しているときには、δi（ｍ0）＝Δi（ｍ0）となる。
【０１２１】
上記ステップ７０１〜ステップ７０５の一連の処理を、上流側の光増幅装置から順次実行することにより、各光増幅装置４1〜４nの各々のメモリ４５内には、１波から最大波長数ｍmaxまでの各波長数に対応した補正比率がそれぞれ記憶されるようになる。これにより、インサービス状態において使用波長数の変更が生じたときには、各光増幅装置４1〜４nのそれぞれが、変更後の波長数に対応した補正比率をメモリ４５から読み出し、その読み出した補正比率に従って出力補正値をそれぞれ変更することで、速やかな出力補正の実施が可能となる。
【０１２２】
なお、上記の方法では、最大波長数ｍmaxまでの各波長数に対応した複数の補正比率が各光増幅装置４1〜４n間で転送されるため、最大波長数ｍmaxが多くなると転送されるデータ量も非常に多くなる。このような場合には、次のようにして転送データ量を削減することが可能である。
【０１２３】
上述の（１２）式についてｍ×Δk＝ｄkとすると、（１２）式は次の数１３に示す（１６）式に変形できる。
【０１２４】
【数１３】
0003802992.tif 000017
【０１２５】
この（１６）式の第２項の値は、トータル入力光パワーと雑音指数とで決まり、波長数には依存しない。よって、ｄk及びｃkの値も波長数に依らない値である。したがって、波長数ｍのときの補正比率は、ｄkを用いて次の（１７）式で与えられる。
【０１２６】
Δk（ｍ）＝ｄk／ｍ      ・…（１７）
上記（１７）式の関係より、各光増幅装置間では、現在の使用波長数ｍ0に対応したｄkの値を転送し、各光増幅装置は、得られたｄkを最大波長数ｍmaxまでの各波長数でそれぞれ割って、各波長数に対応する補正比率Δk（１）〜Δk（ｍmax）を算出しメモリ４５に記憶させればよい。
【０１２７】
例えば、光増幅装置４k-1と光増幅装置４kの間においては、現在の使用波長数ｍ0と、出力補正値に関する量ｄk-1と、光増幅装置４k-1で現在実施されている補正比率δk-1とを転送すれば、光増幅装置４kにおいて各波長数に対応した補正比率を算出できる。また、光増幅装置４k-1で新規に算出した補正比率に従って既に出力補正が実施されている場合、すなわち、δk-1＝Δk-1のときには、δk-1＝ｄk-1／ｍ0で与えられるので、現在の使用波長数ｍ0及びｄk-1のみを光増幅装置４kに転送すればよい。
【０１２８】
このようにして出力補正値に関する量ｄk-1を用いることで、光増幅装置間の転送データ量を大幅に削減することができるようになる。
上記のように転送データの簡略化を図った場合における具体的な出力補正の実施方法を、一斉出力補正実施パターンを適用した場合と、逐次出力補正実施パターンを適用した場合とに分けて説明する。
【０１２９】
図１５は、一斉出力補正実施パターンを適用した場合のフローチャートである。
まず、図１５のステップ８０１では、システム立ち上げ時などのインサービス状態になる前に、出力補正を実施しない状態で各光増幅装置４1〜４nを動作させる。そして、次のステップ８０２〜ステップ８０８の一連の処理が、上流側の光増幅装置から順次実行される。以下ではｉ段目の光増幅装置４iとして説明を行う。
【０１３０】
ステップ８０２では、光増幅装置４iが、前段の光増幅装置４i-1から送られてくる監視制御信号を受信して、現在の使用波長数ｍ0と、光増幅装置４i-1の出力補正値に関する量ｄi-1とを得る。そして、ステップ８０３では、光増幅装置４iへのトータル入力光パワーＰTin(i)がモニタされる。
【０１３１】
ステップ８０４では、モニタされたトータル入力光パワーＰTin(i)に対応する雑音指数ＮＦi、帯域幅ΔＦ、波長数ｍ0及び光増幅装置４i-1の出力補正値に関する量ｄi-1を用い、（１６）式に従って、光増幅装置４iの出力補正値に関する量ｄiを算出する。この際、δi-1の値は０とする。次に、ステップ８０５では、算出したｄiを用い、（１７）式の関係に従って、最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応する補正比率Δi（ｍ）がそれぞれ計算される。そして、ステップ８０６では、各々の補正比率Δi（ｍ）が光増幅装置４iのメモリ４５に記憶される。ステップ８０７では、光増幅装置４iの出力補正値に関する量ｄi及び現在の波長数ｍ0が次段の光増幅装置４i+1に送信される。
【０１３２】
そして、ステップ８０８では、補正比率の算出が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合には、ステップ８０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、次のステップ８０９に進む。
【０１３３】
ステップ８０９では、各光増幅装置４1〜４nに対して、出力補正の実施を合図するコマンドが発信される。そして、ステップ８１０では、各光増幅装置４1〜４nにおいて、メモリ４５に記憶された各補正比率のうちの、現在の波長数ｍ0に対応した補正比率Δ1（ｍ0）〜Δn（ｍ0）に従い、ＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。
【０１３４】
そして、インサービス状態となった後、使用波長数に変更が発生すると、ステップ８１１において、各光増幅装置４1〜４nで変更後の波長数に対応した補正比率がメモリ４５から読み出され、その補正比率の設定変更が行われて、再びステップ８０９に戻り出力補正実施コマンドの発信等が行われる。
【０１３５】
図１６は、逐次出力補正実施パターンを適用した場合のフローチャートである。
図１６において、ステップ９０１〜ステップ９０３の各処理は、上記の一斉出力補正実施パターンを適用した場合のステップ８０１〜ステップ８０３の各処理と同様である。次のステップ９０４では、δi-1＝ｄi-1／ｍ0＝Δi-1（ｍ0）として、上記ステップ８０４の場合と同様に（１６）式に従って、光増幅装置４i-1の出力補正値に関する量ｄiを算出する。そして、ステップ９０５では、算出したｄiを用い、（１７）式の関係に従って、最大波長数ｍmaxまでの各波長数ｍ（＝１〜ｍmax）に対応する補正比率Δi（ｍ）がそれぞれ計算され、ステップ９０６で光増幅装置４iのメモリ４５に記憶される。
【０１３６】
次に、ステップ９０７では、現在の波長数ｍ0に対応する補正比率Δi（ｍ0）に従って、光増幅装置４iの出力設定レベルの補正が実施される。そして、ステップ９０８では、光増幅装置４iの出力補正値に関する量ｄi及び現在の波長数ｍ0が次段の光増幅装置４i+1に送信される。
【０１３７】
ステップ９０９では、出力補正の実施が最終段の光増幅装置４nまで終わったか否かが判定される。光増幅装置４nまで終わっていない場合には、ステップ９０２に戻って次段の光増幅装置についての処理を繰り返し、光増幅装置４nまで終わると、インサービス状態に移る。
【０１３８】
そして、使用波長数に変更が発生すると、ステップ９１０において、各光増幅装置４1〜４nで変更後の波長数に対応した補正比率がメモリ４５から読み出され、その補正比率に従って出力設定レベルの再補正が逐次行われる。
【０１３９】
なお、上述した各パターンにおける実施方法では、インサービス状態となる以前に、各光増幅装置４1〜４nについて１波から最大波長数ｍmaxに対応する補正比率を設定するようにしたが、このような処理をインサービス状態となった後に行うことも可能である。この場合には、上記ステップ８０１，９０１での各光増幅装置４1〜４nの動作が、既に算出された出力補正比率δ1〜δnに従っている点が異なるとともに、一斉出力補正実施パターンを適用する場合には、上記のステップ８０４でのｄiの算出において、δi-1として用いる値は、前回の設定時に前段の光増幅装置４i-1のメモリ４５に記憶させた旧ｄi-1を転送してもらうか、あるいは、前回の設定時に光増幅装置４iで受信しメモリ４５に記憶させた前段の旧ｄi-1を用い、δi-1＝旧ｄi-1／ｍ0とする点が異なる。上記の点以外のインサービス状態における実施手順は、システム立ち上げ時の実施手順と同様であるため説明を省略する。
【０１４０】
上述したように実施形態（１−３）によれば、インサービス状態における波長数の変更に対して速やかな出力補正の実施が可能となる。また、（１６）式で表される出力補正値に関する量ｄを適用することにより、各光増幅装置間で転送されるデータ量の低減を図ることが可能である。
【０１４１】
次に、第１の基本構成を適用したさらに別の実施形態（１−４）について説明する。
実施形態（１−４）のＷＤＭ光通信システムは、複数の光増幅装置４1〜４nの雑音指数や帯域幅等に関する特性がほぼ揃っていて、かつ、各光増幅装置４1〜４nへの入力光パワーが大きく変化しないようなシステムに対して、出力補正値を２次元テーブルの形式で各光増幅装置４1〜４nのメモリに用意しておくことを特徴とするものである。システムの構成自体は、上述の図１に示した実施形態（１−１）の場合や、図１０に示した実施形態（１−２）の場合と同様である。
【０１４２】
実施形態（１−４）では、例えば、同種の光増幅装置を用いるなどして、比較的特性の揃った複数の光増幅装置４1〜４nが実現される。このような光増幅装置４1〜４nを用い、また、各光増幅装置４1〜４nへの入力光パワーが大きく変化しないようなシステム条件下にあっては、各光増幅装置４1〜４nにおける出力補正値を、光増幅装置の中継段数と波長数とによる２次元のテーブルの形式で与えることが可能となる。したがって、上記のような出力補正値の２次元テーブルを各光増幅装置４1〜４nのメモリ４５にそれぞれ記憶させておき、それぞれの光増幅装置が何段目に配置されているかと使用波長数とを、監視系などを介して各光増幅装置４1〜４nに通知してやることで、各光増幅装置４1〜４nは、メモリ４５に記憶された補正値テーブルから、通知された情報に該当するデータを読み出して、出力補正値を設定できるようになる。
【０１４３】
上記の補正値テーブルは、上述の（１２）式から求めることができる。ここでは、例えば、各光増幅装置４1〜４nへの１波長あたりの入力光パワーを−２５ｄＢｍとし、このときの各光増幅装置の雑音指数を７ｄＢ、帯域幅を３０ｎｍとした場合に与えられる補正値テーブルを、次の表１に示しておく。
【０１４４】
【表１】
0003802992.tif 000018
【０１４５】
上記の表１に示した各数値は、ｄＢ単位で表した１波長あたりの出力補正値を示し、例えば、２段目に設置された光増幅装置４2であって２波で動作している時には、出力補正値が２．５ｄＢとなる。このため、光増幅装置４2の出力設定レベルは、例えば基準値が０ｄＢｍ／ｃｈのときには、その基準値を２．５ｄＢ補正して、２．５ｄＢｍ／ｃｈに設定される。
【０１４６】
このように実施形態（１−４）によれば、特性の揃った光増幅装置を用いるとともに、入力光パワーの変化が小さいシステムにあっては、各光増幅装置４1〜４nに対する出力補正値を２次元テーブルの形式であらかじめ用意しておくことができるため、複数の光増幅装置について個々に出力補正値を算出する必要がなくなり、ＷＤＭ光通信システムの構成をより簡略なものにできる。
【０１４７】
次に、本発明に係るＷＤＭ光通信システムの第２の基本構成について説明する。
第２の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムでは、複数の光増幅装置のそれぞれにおいて、出力光に含まれる信号光パワーまたは光増幅装置から得られる光信号に含まれるＡＳＥ光パワーが実際にモニタされ、そのモニタ値に基づいてＡＬＣの出力設定レベルの補正が実施される。
【０１４８】
図１７は、第２の基本構成のＷＤＭ光通信システムに適用される光増幅装置の構成例を示すブロック図である。この光増幅装置の構成は、上述の図２１に示したＷＤＭ光通信システムの各光増幅装置に適用される。
【０１４９】
図１７に示す光増幅装置の基本構成は、光増幅部５０、光測定部５１及び補正実施部５２を有する。光増幅部５０は、例えば希土類元素ドープファイバを用いた光ファイバ増幅器などの公知の光増幅器とすることができる。光測定部５１は、光増幅部５０の出力光を分岐して得た分岐光に含まれる信号光またはＡＳＥ光のパワーを測定できる後述するような各種の構成とすることが可能である。補正実施部５２は、光測定部５１の測定結果に基づいて、光増幅部５０における出力設定レベルの補正を実施するものである。
【０１５０】
このような第２の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムの具体的な実施形態について説明する。
図１８は、第２の基本構成を適用した実施形態（２−１）における光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【０１５１】
図１８の光増幅装置は、光増幅部５０、光分岐部５１Ａ、光フィルタ（ＦＩＬ）５１Ｂ、受光素子（ＰＤ）５１Ｃ及び信号処理部５２Ａを有する。光分岐部５１Ａは、ここでは光増幅部５０の後段に挿入され、光増幅部５０からの出力光の一部を分岐して光フィルタ５１Ｂに送る一般的な光デバイスである。なお、光分岐部５１Ａの挿入位置は、光増幅部５０の後段に限らず、光増幅部５０の出力端より前方としてもよい。これは、光増幅部５０で発生するＡＳＥ光が出力端方向だけでなく任意の方向に伝搬するという事実に基づき可能となるものである。
【０１５２】
光フィルタ５１Ｂは、透過帯域が信号光の波長帯を除いた光増幅部５０の帯域内にあって、その透過帯域でのＡＳＥ光成分のみを抽出することが可能である。具体的には、透過帯域の中心波長が信号光波長間または信号光波長外の波長に位置するような光フィルタを用いることができる。図１９には、中心波長が信号光波長間に位置する場合の透過特性を模式的に示しておく。
【０１５３】
受光素子５１Ｃは、光フィルタ５１Ｂで抽出されたＡＳＥ光を電気信号に変換し、モニタ値Ｐomonとして信号処理部５２Ａに出力する。
信号処理部５２Ａは、受光素子５１Ｃからのモニタ値Ｐomonと、あらかじめ記憶された光フィルタ５１Ｂの透過帯域幅ΔｆFIL及び光増幅部５０の帯域幅Δｆとを用い、次の（１８）式に従って、ＡＳＥ光パワーＰASEを求める。
【０１５４】
ＰASE＝Ｋ・Δｆ／ΔｆFIL   ・…（１８）
ここで、Ｋは比例係数とする。そして、信号処理部５２Ａは、光増幅部５０におけるＡＬＣの出力設定レベルが出力基準値に前記ＡＳＥ光パワーＰASEを加えた値となるように設定するための信号を生成して、光増幅部５０に出力する。ここでの出力基準値は、１波長あたりの出力信号光パワーの設定値Ｐoutsig1及び使用波長数ｍを用いて、ｍ×Ｐoutsig1で与えられる値であって、監視系（ＳＶ）などを介して信号処理部５４に伝達される。
【０１５５】
このように実施形態（２−１）のＷＤＭ光通信システムでは、複数の光増幅装置のそれぞれにおいて、実際にＡＳＥ光パワーＰASEを測定し、光増幅部５０の出力設定レベルをｍ×Ｐoutsig1＋ＰASEに設定してやることにより、各々の光増幅装置から出力される信号光パワーが、使用波長数に拘わらず一定の所要値に保持されるようになるため、ＷＤＭ信号光の伝送特性の向上を図ることができる。
【０１５６】
次に、第２の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムの他の実施形態（２−２）について説明する。
図２０は、実施形態（２−２）における光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【０１５７】
実施形態（２−２）の光増幅装置は、光測定部５１として光スペクトルアナライザを用い、光増幅装置の出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーを測定し、その測定結果をＡＬＣの出力設定レベルに反映させるようにしたものである。図２０においては、例えば、上述のＯＡＡ’９８，ＷＡ２，ｐｐ１７３−１７６や、ＯＡＡ’９８，ＭＤ１，ｐｐ５４−５７等で開示された構成（図５等を参照）について、後段光アンプ４１の出力光の一部を光分岐回路５１Ｄで分岐し、その分岐光を光スペクトルアナライザ（ＳＰ）５１Ｅに入力して出力光のスペクトルを測定し、１波長あたりの平均信号光パワーを検出する。そして、その検出結果に応じて、光アンプ４１からの出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーが所要の一定値となるように、可変光減衰器４２の光減衰量がＡＬＣ回路４２Ａからの信号に従って制御される。
【０１５８】
このように実施形態（２−２）のＷＤＭ光通信システムでは、各光増幅装置において実際に１波長あたりの信号光パワーを測定し、その値が一定となるようにＡＬＣの出力設定レベルを制御してやることによっても、ＷＤＭ信号光の伝送特性を向上させることができる。
【０１５９】
なお、上述した各実施形態ではＷＤＭ光通信システムについて説明を行ったが、本発明はＷＤＭ光通信システムとしてだけでなく、出力補正機能を備えた光増幅装置としても有効であることは明らかである。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、光増幅装置の出力光に含まれる１波長あたりの信号光パワーを波長数に拘わらず一定に保つ出力補正を実施したことによって、ＷＤＭ光通信システムにおける伝送特性の向上を図ることができ、受信側の端局において優れた受信感度を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＷＤＭ光通信システムの第１の基本構成を示すブロック図である。
【図２】第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムの各光増幅装置から出力される１波長あたりの光パワーの変化を示したレベル図である。
【図３】第１の基本構成を有するＷＤＭ光通信システムの各光増幅装置ごとの光ＳＮ比の変化を示した図である。
【図４】実施形態（１−１）のＷＤＭ光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図５】同上実施形態（１−１）に用いられる光増幅装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図６】同上実施形態（１−１）について、システム立ち上げ時に一斉出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図７】同上実施形態（１−１）について、システム立ち上げ時に逐次出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図８】同上実施形態（１−１）について、インサービス状態で一斉出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図９】同上実施形態（１−１）について、インサービス状態で逐次出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態（１−２）のＷＤＭ光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】同上実施形態（１−２）に用いられる光増幅装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】同上実施形態（１−２）について、システム立ち上げ時に一斉出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１３】同上実施形態（１−２）について、システム立ち上げ時に逐次出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態（１−３）における補正比率の基本的な算出方法を示すフローチャートである。
【図１５】同上実施形態（１−３）について、一斉出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１６】同上実施形態（１−３）について、逐次出力補正実施パターンを適用した場合の補正実施方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係る第２の基本構成のＷＤＭ光通信システムに適用される光増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】実施形態（２−１）に用いられる光増幅装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】同上実施形態（２−１）に用いられる光フィルタの特性を説明する図である。
【図２０】実施形態（２−２）に用いられる光増幅装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２１】一般的なＷＤＭ光通信システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２…端局
３…光ファイバ伝送路
４1〜４n…光増幅装置
５Ａ…入力光測定部（ＭＯＮ）
５Ｂ…補正値算出部（ＣＡＬ）
５Ｃ…補正実施部（ＥＸＥ）
１０…中央局
４０…前段アンプ
４１…後段アンプ
４２…可変光減衰器（ＡＴＴ）
４２Ａ…ＡＬＣ回路
４３…監視系（ＳＶ）
４５…メモリ（ＭＥＭ）
４６…信号処理回路
５０…光増幅部
５１…光測定部
５１Ｂ…光フィルタ（ＦＩＬ）
５１Ｅ…光スペクトルアナライザ（ＳＰ）
【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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