JP6003255B2 - 増幅装置および制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、増幅装置および制御方法に関する。
従来、光増幅器としてＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：エルビウム添加ファイバ増幅器）やラマン増幅器が知られている。ラマン増幅器は、たとえば、光ファイバ伝送路が長距離であり大きな中継損失が見込まれる場合に利用されている。また、受信光を分岐することにより受信光のパワーをモニタし、モニタ結果に基づいて励起光のパワーを制御するラマン増幅器が知られている。
特開２００９−１８６５９９号公報
しかしながら、上述した従来技術では、受信光を分岐した光はパワーが小さくなるため、受信光のパワーを精度よくモニタすることができず、ラマン利得の誤差が大きくなるという問題がある。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ラマン利得の誤差を抑えることができる増幅装置および制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、前記光ファイバ伝送路を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、前記通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、前記経路切替部によって前記第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部と、前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、を備える増幅装置および制御方法が提案される。
また、本発明の別の側面によれば、光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、前記光ファイバ伝送路を通過した光を分岐して出力する分岐部と、前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光を第１経路へ出力する第１状態と、前記一方の光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記第２経路へ出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、を備える増幅装置および制御方法が提案される。
本発明の一側面によれば、ラマン利得の誤差を抑えることができるという効果を奏する。
図１−１は、実施の形態１にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図１−２は、図１−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図２−１は、実施の形態２にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図２−２は、図２−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図３−１は、実施の形態２にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。 図３−２は、実施の形態２にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。 図４は、実施の形態２にかかる制御回路の運用モードの動作の一例を示すフローチャートである。 図５−１は、実施の形態３にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図５−２は、図５−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図６−１は、実施の形態４にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図６−２は、図６−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図７−１は、実施の形態４にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。 図７−２は、実施の形態４にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。 図８は、実施の形態４にかかる制御回路の運用モードの動作の一例を示すフローチャートである。 図９−１は、実施の形態５にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図９−２は、図９−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図１０−１は、実施の形態６にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図１０−２は、図１０−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図１１−１は、実施の形態７にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図１１−２は、図１１−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図１２−１は、実施の形態８にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。 図１２−２は、図１２−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。 図１３−１は、実施の形態８にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。 図１３−２は、実施の形態８にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる増幅装置および制御方法の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１−１は、実施の形態１にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図１−２は、図１−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１−１，図１−２に示すように、実施の形態１にかかる伝送システム１００は、送信側光増幅器１０１と、光ファイバ伝送路１０２と、増幅装置１２０と、受信側光増幅器１０３と、を含んでいる。
送信側光増幅器１０１は、伝送システム１００における信号光の送信側に設けられた光増幅器である。送信側光増幅器１０１は、たとえばＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：エルビウム添加ファイバ増幅器）である。送信側光増幅器１０１は、入力された光を増幅して光ファイバ伝送路１０２へ出力する。また、送信側光増幅器１０１は、光ファイバ伝送路１０２によって伝送される信号光の波長を含む波長帯域のＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自然放出）光を出力する。
光ファイバ伝送路１０２は、送信側光増幅器１０１から出力された光を通過させて増幅装置１２０へ出力する。また、光ファイバ伝送路１０２は、増幅装置１２０から出力された励起光を、送信側光増幅器１０１からの光とは反対方向に通過させて送信側光増幅器１０１へ出力する。光ファイバ伝送路１０２には、一例としては、数十〜百数十［ｋｍ］の光ファイバを適用することができる。
増幅装置１２０は、光ファイバ伝送路１０２へ励起光を入力する。これにより、送信側光増幅器１０１から出力されて光ファイバ伝送路１０２を通過する信号光が誘導ラマン散乱（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ：ＳＲＳ）によってラマン増幅される。増幅装置１２０は、ラマン増幅されて光ファイバ伝送路１０２から出力された光を受信側光増幅器１０３へ出力する。受信側光増幅器１０３は、伝送システム１００における信号光の受信側に設けられた光増幅器である。
増幅装置１２０は、具体的には、ＬＤ１２１と、ＷＤＭカプラ１２２と、光経路スイッチ１２３と、第１ＰＤ１２４と、光分岐器１２５と、第２ＰＤ１２６と、制御回路１２７と、を備えている。
ＬＤ１２１（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）は、制御回路１２７から出力される駆動信号によって駆動され、励起光をＷＤＭカプラ１２２へ出力する。ＬＤ１２１から出力される励起光のパワーは制御回路１２７によって制御される。ＬＤ１２１が出力する励起光の波長は、一例としては、光ファイバ伝送路１０２によって伝送される信号光の波長の１３［ＴＨｚ］程度短波長側の波長とすることができる。
ＷＤＭカプラ１２２は、光ファイバ伝送路１０２から出力された光を光経路スイッチ１２３へ出力するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）カプラである。また、ＷＤＭカプラ１２２は、ＬＤ１２１から出力された励起光を光ファイバ伝送路１０２へ出力する。ＷＤＭカプラ１２２によって、光ファイバ伝送路１０２へ励起光を入力する入力部が実現される。
光経路スイッチ１２３は、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光を第１ＰＤ１２４へ出力するモニタ経路１２３ａと、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光を光分岐器１２５へ出力する運用経路１２３ｂと、に切替可能なスイッチである。光経路スイッチ１２３の経路切替は、制御回路１２７から出力される切替信号によって制御される。
光経路スイッチ１２３は、たとえばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：微小電気機械素子）によって実現することができる。光経路スイッチ１２３により、光ファイバ伝送路１０２を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、光ファイバ伝送路１０２を通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な第１経路切替部が実現される。
第１ＰＤ１２４（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、光経路スイッチ１２３から出力された光を受光し、受光した光のパワーを検出する。そして、第１ＰＤ１２４は、検出したパワーを示す情報を制御回路１２７へ出力する。
光分岐器１２５は、光経路スイッチ１２３から出力された光を分岐し、分岐した各光をそれぞれ受信側光増幅器１０３および第２ＰＤ１２６へ出力する。第２ＰＤ１２６は、光分岐器１２５から出力された光を受光し、受光した光のパワーを検出する。そして、第２ＰＤ１２６は、検出したパワーを示す情報を制御回路１２７へ出力する。光分岐器１２５により、光経路スイッチ１２３によって第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部が実現される。
光分岐器１２５の分岐比は、たとえば、受信側光増幅器１０３へ出力される光のパワーが、第２ＰＤ１２６へ出力される光のパワーより大きくなるように設定される。これにより、受信側光増幅器１０３へ伝送される信号光のパワーの低下を抑えることができる。一例としては、光分岐器１２５の分岐比は、受信側光増幅器１０３へ出力される光と、第２ＰＤ１２６へ出力される光と、の強度比が２０：１程度になるように設定される。
制御回路１２７は、たとえばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの演算回路によって実現することができる。制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａ（第１状態）にすることにより第１ＰＤ１２４（第１経路）へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶する。その後に、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂ（第２状態）にすることにより光分岐器１２５によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と、記憶した情報と、に基づいて励起光のパワーを制御する。
具体的には、制御回路１２７は、ＬＤ１２１へ出力する駆動信号により、ＬＤ１２１からの励起光の出力のオン／オフと、ＬＤ１２１から出力される励起光のパワーと、を制御する。また、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３へ出力する切替信号により、光経路スイッチ１２３の経路切替を制御する。具体的には、制御回路１２７は、第１状態（たとえば立ち上げ時）においては、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａに設定し、第１ＰＤ１２４から出力される情報が示すパワーに基づいてＬＤ１２１の励起光のパワーを制御する。これにより、増幅装置１２０における受信光を第１ＰＤ１２４によって低損失で受光させて受信光のパワーを精度よく検出し、精度よく検出したパワーに基づいて励起光のパワーを制御することができる。
また、制御回路１２７は、第２状態（たとえば運用時）においては、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂに設定し、第２ＰＤ１２６から出力される情報が示すパワーに基づいてＬＤ１２１の励起光のパワーを制御する。これにより、増幅装置１２０における受信光を受信側光増幅器１０３へ出力しつつ受信光のパワーを検出し、検出したパワーに基づいて励起光のパワーを制御することができる。
このように、実施の形態１にかかる増幅装置１２０によれば、受信光の出力先を運用経路１２３ｂとモニタ経路１２３ａとに切替可能な光経路スイッチ１２３を備えることにより、非運用時にモニタ経路１２３ａにより低損失で受信光をモニタすることができる。これにより、運用時に、運用経路１２３ｂによって信号光を後段に伝送しつつ、非運用時に低損失で受信光をモニタした結果に基づいて励起光パワーを制御することができるため、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
また、実施の形態１にかかる増幅装置１２０によれば、光ファイバ伝送路１０２と光経路スイッチ１２３との間にＷＤＭカプラ１２２を設け、光ファイバ伝送路１０２によって伝送される光と反対方向に励起光を入力することができる。これにより、後方励起によるラマン増幅を行うことができるとともに、光経路スイッチ１２３の状態によらずに励起光を光ファイバ伝送路１０２へ入力することができる。
たとえば、増幅装置１２０の立ち上げにおいて、送信側光増幅器１０１から光ファイバ伝送路１０２に、ＥＤＦＡの雑音光であるＡＳＥ光を入力する。ＡＳＥ光は、信号光帯域を含む広帯域な光であり、ＡＳＥ光のパワーはたとえば０［ｄＢｍ］前後である。
たとえば、光ファイバ伝送路１０２に２００［ｋｍ］の光ファイバを適用し、光ファイバ伝送路１０２において０．２［ｄＢ／ｋｍ］程度の損失が発生する場合は、光ファイバ伝送路１０２のスパンロスが４０［ｄＢ］程度となる。この場合は、送信側光増幅器１０１から光ファイバ伝送路１０２へ入力されたＡＳＥ光は増幅装置１２０へ到達するまでに−４０［ｄＢｍ］以下のパワーになりうる。
仮に、増幅装置１２０に光経路スイッチ１２３を設けずに、増幅装置１２０へ到達したＡＳＥ光を第２ＰＤ１２６によって受光する場合は、第２ＰＤ１２６によって受光されるＡＳＥ光のパワーは光分岐器１２５の分岐によってさらに低下する。たとえば光分岐器１２５が、光を２０：１の強度比で分岐し、分岐した各光をそれぞれ受信側光増幅器１０３および第２ＰＤ１２６へ２０：１の強度比で出力する場合は、第２ＰＤ１２６によって受光されるＡＳＥ光のパワーは−５３［ｄＢｍ］以下となる。
たとえば第２ＰＤ１２６の受光感度が１０００［ｍＡ／Ｗ］、暗電流が１［ｎＡ］である場合は、１［ｎＡ］の暗電流を受光パワーに換算すると−６０［ｄＢｍ］となる。このため、上述したようにＡＳＥ光のパワーを−５３［ｄＢｍ］とすると０．８［ｄＢ］ものモニタ誤差が発生する。
これに対して、増幅装置１２０においては、立ち上げ時には光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａに設定し、ＡＳＥ光を分岐せずに第１ＰＤ１２４によって受光することができる。このため、たとえば、第１ＰＤ１２４によって受光されるＡＳＥ光のパワーを約−４０［ｄＢｍ］とすることができる。
これにより、モニタ誤差を０．１［ｄＢ］以下にすることが可能となる。すなわち、増幅装置１２０によれば、光経路スイッチ１２３を設けない構成と比較して、光ファイバ伝送路１０２のスパンロスが同じであってもモニタ誤差を小さくすることができる。このため、励起光のパワーの調整によるラマン利得の制御の精度を向上させることができる。また、伝送距離がスパンロスの検出誤差によって制限されている場合は、モニタ誤差が小さくなることにより伝送路距離を伸ばすことも可能である。
また、モニタ誤差が小さくなることにより、ラマン増幅時に発生する雑音光であるＡＳＳ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）光のパワーを精度よくモニタすることができる。これにより、たとえばラマン利得が小さくＡＳＳ光のパワーが小さいシステムにおいても、ＡＳＳ光のパワーに基づく励起光のパワーの調整によるラマン利得の制御の精度を向上させることができる。
（実施の形態２）
図２−１は、実施の形態２にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図２−２は、図２−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図２−１，図２−２において、図１−１，図１−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図２−１，図２−２に示すように、実施の形態２にかかる伝送システム１００は、図１−１，図１−２に示した構成に加えて、光分岐器２０１と、第３ＰＤ２０２と、ＯＳＣ光送信器２０３と、ＯＳＣカプラ２０４と、を含んでいる。また、伝送システム１００は、送信側光増幅器２０５と、ＯＳＣカプラ２０６と、受信側光増幅器２０７と、ＯＳＣ光受信器２０８と、オンオフ切替部２０９と、光ファイバ伝送路２１０と、を含んでいる。
送信側光増幅器１０１は、増幅した光を光分岐器２０１へ出力する。光分岐器２０１は、送信側光増幅器１０１から出力された光を分岐し、分岐した各光をそれぞれ第３ＰＤ２０２およびＯＳＣカプラ２０４へ出力する。第３ＰＤ２０２は、光分岐器２０１から出力された光を受光し、受光した光のパワーを検出する。第３ＰＤ２０２は、検出したパワーを示す情報をＯＳＣ光送信器２０３へ出力する。
ＯＳＣ光送信器２０３は、第３ＰＤ２０２から出力された情報を含むＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ：監視専用チャネル）光を生成し、生成したＯＳＣ光をＯＳＣカプラ２０４へ出力する。ＯＳＣ光は、光ファイバ伝送路１０２によって伝送される信号光とは波長が異なる光である。ＯＳＣカプラ２０４は、光分岐器２０１から出力された光と、ＯＳＣ光送信器２０３から出力されたＯＳＣ光と、を波長多重し、波長多重した光を光ファイバ伝送路１０２へ送出する。
増幅装置１２０は、図１−１，図１−２に示した構成に加えて、ＯＳＣカプラ２１１と、ＯＳＣ光受信器２１２と、ＯＳＣ光送信器２１３と、ＯＳＣカプラ２１４と、を備えている。なお、ＯＳＣ光送信器２１３およびＯＳＣカプラ２１４は増幅装置１２０の外部に設けられていてもよい。
ＷＤＭカプラ１２２は、光ファイバ伝送路１０２から出力された光をＯＳＣカプラ２１１へ出力する。ＯＳＣカプラ２１１は、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光に含まれるＯＳＣ光を波長分離してＯＳＣ光受信器２１２へ出力する。また、ＯＳＣカプラ２１１は、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光のうちのＯＳＣ光以外の光を光経路スイッチ１２３へ出力する。ＯＳＣ光受信器２１２は、ＯＳＣカプラ２１１から出力されたＯＳＣ光を受信する。ＯＳＣ光受信器２１２は、ＯＳＣ光の受信結果を制御回路１２７へ出力する。
制御回路１２７は、動作モード選択部２２１と、光ＳＷ切替部２２２と、スパンロス算出部２２３と、目標出力決定部２２４と、ＬＤ駆動部２２５と、記憶部２２６と、信号出力算出部２２７と、差算出部２２８と、運用時制御部２２９と、を備えている。
動作モード選択部２２１は、制御回路１２７の動作モードを選択し、選択した動作モードに応じて、光ＳＷ切替部２２２、ＬＤ駆動部２２５およびＯＳＣ光送信器２１３を制御する。また、動作モード選択部２２１は、選択した動作モードに応じて、オンオフ切替部２０９に対する制御信号をＯＳＣ光送信器２１３へ出力することにより、送信側光増幅器１０１からのＡＳＥ光の出力のオン／オフを制御する。
光ＳＷ切替部２２２は、動作モード選択部２２１の制御にしたがって、光経路スイッチ１２３の経路を切り替える。
スパンロス算出部２２３は、光ファイバ伝送路１０２のスパンロスを算出する。具体的には、スパンロス算出部２２３は、ＯＳＣ光受信器２１２から出力された受信結果に含まれる制御信号から、第３ＰＤ２０２において検出された送信側のＡＳＥ光のパワーを取得する。また、スパンロス算出部２２３は、第１ＰＤ１２４において検出されたＡＳＥ光のパワーを取得する。そして、スパンロス算出部２２３は、取得した各ＡＳＥ光のパワーの差分を算出することによって光ファイバ伝送路１０２のスパンロスを算出する。スパンロス算出部２２３は、算出したスパンロスを示す情報を目標出力決定部２２４へ出力する。
目標出力決定部２２４は、増幅装置１２０の目標出力パワーを決定する。具体的には、目標出力決定部２２４は、ＯＳＣ光受信器２１２から出力された受信結果に含まれる制御信号から、第３ＰＤ２０２において検出されたＡＳＥ光のパワーを取得する。また、目標出力決定部２２４は、スパンロス算出部２２３から出力された情報が示すスパンロスを取得する。また、目標出力決定部２２４は、所定の設定利得を取得する。設定利得は、たとえば増幅装置１２０のメモリにあらかじめ記憶されている。目標出力決定部２２４は、取得したＡＳＥ光のパワーに対して、取得したスパンロスを減算し、取得した所定の設定利得を加算した結果を目標出力パワーとして決定する。目標出力決定部２２４は、決定した目標出力パワーを示す情報を差算出部２２８へ出力する。
ＬＤ駆動部２２５は、動作モード選択部２２１の制御にしたがってＬＤ１２１へ出力する駆動信号によって、ＬＤ１２１を駆動するとともに、ＬＤ１２１の励起光のパワーを調整する。また、ＬＤ駆動部２２５は、現在のＬＤ１２１の励起光のパワーを示す情報を信号出力算出部２２７および運用時制御部２２９へ出力する。また、ＬＤ駆動部２２５は、励起パワー設定モードにおいて、差算出部２２８から出力される情報が示す差分が閾値以下になるように励起光のパワーを調整する。
記憶部２２６は、後述のＡＳＳ測定モードにおいて、ＬＤ駆動部２２５から出力される情報が示す励起光のパワーと、第１ＰＤ１２４によって検出されるＡＳＳ光のパワーと、の関係を示す関係情報を記憶する。関係情報は、励起光のパワーとＡＳＳ光のパワーとの対応関係を示すテーブルであってもよいし、励起光のパワーからＡＳＳ光のパワーを導出可能な関数などであってもよい。
信号出力算出部２２７は、励起光のパワーを設定する励起パワー設定モードにおいて、ＬＤ駆動部２２５から出力される情報が示す励起光のパワーと、記憶部２２６に記憶された関係情報と、に基づいてＡＳＳ光のパワーを導出する。そして、信号出力算出部２２７は、第１ＰＤ１２４によって検出されるＡＳＥ光とＡＳＳ光の合計パワーから、導出したＡＳＳ光のパワーを減算することによりＡＳＥ光のパワーを算出する。信号出力算出部２２７は、算出したＡＳＥ光のパワーを示す情報を差算出部２２８へ出力する。
差算出部２２８は、励起パワー設定モードにおいて、目標出力決定部２２４から出力された情報が示す目標出力パワーと、信号出力算出部２２７から出力された情報が示すＡＳＥ光のパワーと、の差分を算出する。差算出部２２８は、算出した差分を示す情報をＬＤ駆動部２２５へ出力する。
運用時制御部２２９は、信号光をラマン増幅して受信側光増幅器１０３へ出力しつつ、ＬＤ１２１の励起光のパワーを制御する運用モードにおいて、励起光のパワーを制御する。具体的には、運用時制御部２２９は、ＬＤ駆動部２２５から出力される情報が示す励起光のパワーと、記憶部２２６に記憶された関係情報と、に基づいてＡＳＳ光のパワーを導出する。そして、運用時制御部２２９は、第２ＰＤ１２６によって検出される信号光とＡＳＳ光の合計パワーから、導出したＡＳＳ光のパワーを減算することにより信号光のパワーを算出する。そして、運用時制御部２２９は、算出する信号光のパワーが一定になるように、ＬＤ駆動部２２５を介して励起光のパワーを制御する。
ＯＳＣ光送信器２１３は、制御回路１２７から出力された制御信号を含むＯＳＣ光を生成し、生成したＯＳＣ光をＯＳＣカプラ２１４へ出力する。送信側光増幅器２０５は、光ファイバ伝送路２１０による信号光の伝送における送信側に設けられた光増幅器である。送信側光増幅器２０５は、入力された光を増幅してＯＳＣカプラ２１４へ出力する。
ＯＳＣカプラ２１４は、送信側光増幅器２０５から出力された光と、ＯＳＣ光送信器２１３から出力されたＯＳＣ光と、を波長多重し、波長多重した光を光ファイバ伝送路２１０へ送出する。光ファイバ伝送路２１０は、ＯＳＣカプラ２１４から出力された光を通過させてＯＳＣカプラ２０６へ出力する。
ＯＳＣカプラ２０６は、光ファイバ伝送路２１０から出力された光に含まれるＯＳＣ光を波長分離してＯＳＣ光受信器２０８へ出力する。また、ＯＳＣカプラ２０６は、光ファイバ伝送路２１０から出力された光のうちのＯＳＣ光以外の光を受信側光増幅器２０７へ出力する。
受信側光増幅器２０７は、光ファイバ伝送路２１０による信号光の伝送における受信側に設けられた光増幅器である。受信側光増幅器２０７は、ＯＳＣカプラ２０６から出力された光を増幅して出力する。ＯＳＣ光受信器２０８は、ＯＳＣカプラ２０６から出力されたＯＳＣ光を受信する。ＯＳＣ光受信器２０８は、受信したＯＳＣ光に含まれる制御信号をオンオフ切替部２０９へ出力する。
オンオフ切替部２０９は、ＯＳＣ光受信器２０８から出力された制御信号に基づいて、送信側光増幅器１０１からのＡＳＥ光の出力のオン／オフを切り替える。オンオフ切替部２０９は、たとえばＦＰＧＡなどの演算回路によって実現することができる。
図３−１，図３−２は、実施の形態２にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャートである。制御回路１２７は、たとえば電源投入時の立ち上げ動作として以下の各ステップを実行する。なお、制御回路１２７の立ち上げ動作時には、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送されていないとする。また、伝送システム１００の立ち上げは光信号の上流側から順番に完了していくものとし、制御回路１２７の立ち上げ動作時には送信側光増幅器１０１の起動が完了し、送信側光増幅器１０１からＡＳＥ光が出力されているとする。
また、ラマン増幅に用いる励起光は一般的にハイパワーであるため、増幅装置１２０が光ファイバ伝送路１０２に接続されていることを確認するまではＬＤ１２１から励起光を出力しないようにすることが望ましい。したがって、電源投入時の立ち上げ動作の開始時においてはＬＤ１２１の励起光の出力はオフになっているとする。
図３−１に示すように、まず、制御回路１２７は、送信側からのＯＳＣ光の受信を待つ待機モードに遷移する。具体的には、制御回路１２７は、ＯＳＣ光受信器２１２によってＯＳＣ光を受信するまで待機する（ステップＳ３０１）。なお、ステップＳ３０１においてＯＳＣ光が受信されない場合は、たとえば、ファイバ接続等の間違いを修正したり、送信側光増幅器１０１の立ち上げ完了を待ったりすることによりＯＳＣ光を受信する。ＯＳＣ光を受信すると、制御回路１２７は、受信したＯＳＣ光に含まれる制御信号から、第３ＰＤ２０２により検出されるＡＳＥ光のパワーを取得する（ステップＳ３０２）。
つぎに、制御回路１２７は、ＡＳＥ光のパワーの検出結果に基づいて目標出力パワーを決定する目標決定モードに遷移する。具体的には、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａに設定する（ステップＳ３０３）。これにより、送信側光増幅器１０１から出力され、光ファイバ伝送路１０２で損失を受けて増幅装置１２０へ到達したＡＳＥ光が第１ＰＤ１２４によって受光される。
つぎに、制御回路１２７は、第１ＰＤ１２４により検出されるＡＳＥ光のパワーを取得する（ステップＳ３０４）。つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ３０２，Ｓ３０４によって取得された各ＡＳＥ光のパワーの差分に基づいて光ファイバ伝送路１０２のスパンロスを算出する（ステップＳ３０５）。たとえば、制御回路１２７は、ステップＳ３０２によって取得された送信側のＡＳＥ光のパワーから、ステップＳ３０４によって取得された受信側のＡＳＥ光のパワーを減算することによってスパンロスを算出する。
つぎに、制御回路１２７は、増幅装置１２０の目標出力パワーを決定する（ステップＳ３０６）。たとえば、制御回路１２７は、ステップＳ３０２によって取得された送信側のＡＳＥ光のパワーに対して、ステップＳ３０５によって算出されたスパンロスを減算し、所定の設定利得を加算した結果を目標出力パワーとして決定する。
つぎに、制御回路１２７は、励起光のパワーとＡＳＳ光のパワーとの関係を取得するＡＳＳ測定モードに遷移する。具体的には、制御回路１２７は、ＯＳＣ光送信器２１３によってＯＳＣ光を送信してオンオフ切替部２０９を制御することにより、送信側光増幅器１０１のＡＳＥ光の出力をオフにする（ステップＳ３０７）。つぎに、制御回路１２７は、ＬＤ１２１による励起光の出力をオンにする（ステップＳ３０８）。これにより、増幅装置１２０へ到達したＡＳＳ光が第１ＰＤ１２４によって受光される。
つぎに、制御回路１２７は、ＬＤ１２１の励起光のパワーを変化させながら、第１ＰＤ１２４により検出されるＡＳＳ光のパワーを取得する（ステップＳ３０９）。つぎに、ステップＳ３０９の結果に基づいて、励起光のパワーとＡＳＳ光のパワーとの関係情報を記憶部２２６に記憶する（ステップＳ３１０）。なお、制御回路１２７は、励起光のパワーとＡＳＳ光のパワーとの関係情報の記憶部２２６への記憶を、ステップＳ３０９の実行と並行して行ってもよい。
つぎに、制御回路１２７は、図３−２に示すステップＳ３１１へ移行し（符号Ａ）、励起光のパワーを設定する励起パワー設定モードに遷移する。具体的には、制御回路１２７は、ＯＳＣ光送信器２１３によってＯＳＣ光を送信してオンオフ切替部２０９を制御することにより、送信側光増幅器１０１のＡＳＥ光の出力をオンにする（ステップＳ３１１）。これにより、増幅装置１２０へ到達したＡＳＥ光およびＡＳＳ光が第１ＰＤ１２４によって受光される。
つぎに、制御回路１２７は、ＬＤ１２１を駆動し、ＬＤ１２１の励起光のパワーを所定値に設定する（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２において設定される所定値は、たとえば、適切な励起光のパワーに対して十分に低いパワーである。
つぎに、制御回路１２７は、現在のＬＤ１２１の励起光のパワーと、ステップＳ３１０によって記憶された関係情報と、に基づいてＡＳＳ光のパワーを導出する（ステップＳ３１３）。つぎに、制御回路１２７は、第１ＰＤ１２４により検出されるＡＳＥ光とＡＳＳ光との合計パワーを取得する（ステップＳ３１４）。
つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ３１４によって取得された合計パワーから、ステップＳ３１３によって導出されたＡＳＳ光のパワーを減算することによりＡＳＥ光のパワーを算出する（ステップＳ３１５）。つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ３０６によって決定された目標出力パワーと、ステップＳ３１５によって算出されたＡＳＥ光のパワーと、の差分を算出する（ステップＳ３１６）。
つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ３１６によって算出された差分が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１７）。差分が閾値以下でない場合（ステップＳ３１７：Ｎｏ）は、制御回路１２７は、ＬＤ１２１の励起光のパワーを増加させ（ステップＳ３１８）、ステップＳ３１３へ戻る。
ステップＳ３１７において、差分が閾値以下である場合（ステップＳ３１７：Ｙｅｓ）は、制御回路１２７は、ステップＳ３１９へ移行する。すなわち、制御回路１２７は、信号光をラマン増幅して受信側光増幅器１０３へ出力しつつ、ＬＤ１２１の励起光のパワーを制御する運用モードに遷移し（ステップＳ３１９）、一連の立ち上げ動作を終了する。
図４は、実施の形態２にかかる制御回路の運用モードの動作の一例を示すフローチャートである。制御回路１２７は、運用モードの動作として以下の各ステップを実行する。なお、運用モードにおいては、光ファイバ伝送路１０２による信号光の伝送が開始されているとする。まず、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂに設定する（ステップＳ４０１）。これにより、増幅装置１２０へ到達した信号光およびＡＳＳ光が第２ＰＤ１２６によって受光される。
つぎに、制御回路１２７は、現在のＬＤ１２１の励起光のパワーと、図３−１に示したステップＳ３１０によって記憶部２２６に記憶された関係情報と、に基づいてＡＳＳ光のパワーを導出する（ステップＳ４０２）。つぎに、制御回路１２７は、第２ＰＤ１２６により検出される信号光とＡＳＳ光との合計パワーを取得する（ステップＳ４０３）。
つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ４０３によって取得された合計パワーから、ステップＳ４０２によって導出されたＡＳＳ光のパワーを減算することにより信号光のパワーを算出する（ステップＳ４０４）。つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ４０４によって算出された信号光のパワーを目標信号パワーとして決定する（ステップＳ４０５）。
つぎに、制御回路１２７は、現在のＬＤ１２１の励起光のパワーと、図３−１に示したステップＳ３１０によって記憶部２２６に記憶された関係情報と、に基づいてＡＳＳ光のパワーを導出する（ステップＳ４０６）。つぎに、制御回路１２７は、第２ＰＤ１２６により検出される信号光とＡＳＳ光との合計パワーを取得する（ステップＳ４０７）。
つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ４０７によって取得された合計パワーから、ステップＳ４０６によって導出されたＡＳＳ光のパワーを減算することにより信号光のパワーを算出する（ステップＳ４０８）。つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ４０５によって決定された目標信号パワーと、ステップＳ４０８によって算出された信号光のパワーと、の差分を算出する（ステップＳ４０９）。
つぎに、制御回路１２７は、ステップＳ４０９によって算出される差分が小さくなるように、光経路スイッチ１２３の励起光のパワーを調整し（ステップＳ４１０）、ステップＳ４０６へ戻る。ステップＳ４１０において、制御回路１２７は、たとえば、励起光のパワーを変化させる方向（増加または減少）を、算出された差分の正負に応じて決定する。また、制御回路１２７は、たとえば、励起光のパワーを変化させる量を、算出された差分の大きさに応じて決定する。これにより、増幅装置１２０から出力される信号光のパワーを、運用モードの開始時のパワーに維持することができる。
また、制御回路１２７は、１波長チャネルあたりの信号光のパワーが一定になるように励起光のパワーを制御してもよい。たとえば、制御回路１２７は、ステップＳ４０５において、ステップＳ４０４によって算出された信号光のパワーを波長チャネル数で除算した結果を１波長チャネルあたりの目標信号パワーとして決定する。
そして、制御回路１２７は、ステップＳ４０９において、ステップＳ４０５によって決定された目標信号パワーと、ステップＳ４０８によって算出された信号光のパワーを波長チャネル数で除算した結果と、の差分を算出する。これにより、信号光に含まれる波長チャネル数が変化しても、１波長チャネルあたりの信号光のパワーが一定になるように励起光のパワーを制御することができる。ただし、運用モードの動作における励起光のパワーの制御方法はこれらに限らず、各種の制御方法を適用することができる。
図３−１，図３−２，図４に示したように、制御回路１２７は、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送される前に光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａにして第１ＰＤ１２４による受光結果に基づく情報を記憶する。そして、制御回路１２７は、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送されているときに、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂにして励起光のパワーを制御する。
具体的には、制御回路１２７は、光ファイバ伝送路１０２によって送信側からの光が伝送されていない状態で、励起光のパワーを変化させながら、運用経路１２３ｂによって低損失で第１ＰＤ１２４へ出力される光のパワーを取得する。これにより、励起光のパワーと、励起光の入力により発生する雑音光のパワーと、の関係を精度よく示す関係情報を記憶することができる。
そして、制御回路１２７は、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送されているときに、記憶した関係情報と、励起光のパワーと、に基づいて励起光の入力による雑音光のパワーを導出する。つぎに、制御回路１２７は、光分岐器１２５によって出力された一方の光のパワーから、導出した雑音光のパワーを減算する。これにより、信号光のパワーを精度よく算出することができる。このため、算出したパワーに基づく励起光のパワーの制御によって、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
また、制御回路１２７は、たとえば、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送される前で、かつ光ファイバ伝送路１０２によってＡＳＥ光（雑音光）が伝送されているときに、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａにする。そして、制御回路１２７は、第１ＰＤ１２４へ出力された光のパワーに基づいて目標パワーを算出し、光ファイバ伝送路１０２によって信号光が伝送されているときに、算出した信号光のパワーが目標パワーに近づくように励起光のパワーを制御する。
このように、実施の形態２にかかる増幅装置１２０によれば、受信光の出力先を運用経路１２３ｂとモニタ経路１２３ａとに切替可能な光経路スイッチ１２３を備えることにより、非運用時にモニタ経路１２３ａにより低損失で受信光をモニタすることができる。これにより、運用時に、運用経路１２３ｂによって信号光を後段に伝送しつつ、非運用時に低損失で受信光をモニタした結果に基づいて励起光パワーを制御することができるため、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
また、光分岐器１２５を光経路スイッチ１２３の後段に設けることにより、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力される光の損失を抑えることができる。これにより、非運用時に受信光をより低損失でモニタすることができる。このため、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
（実施の形態３）
図５−１は、実施の形態３にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図５−２は、図５−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図５−１，図５−２において、図１−１，図１−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図５−１，図５−２に示すように、実施の形態３にかかる増幅装置１２０は、図１−１，図１−２に示した第２ＰＤ１２６に代えて光経路スイッチ５２１を備えている。光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａは、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光を光経路スイッチ５２１へ出力する経路となっている。光分岐器１２５は、分岐した各光をそれぞれ受信側光増幅器１０３および光経路スイッチ５２１へ出力する。
光経路スイッチ５２１は、光経路スイッチ１２３から出力された光を第１ＰＤ１２４へ出力するモニタ経路５２１ａと、光分岐器１２５から出力された光を第１ＰＤ１２４へ出力する運用経路５２１ｂと、に切替可能なスイッチである。光経路スイッチ５２１の経路切替は、制御回路１２７から出力される切替信号によって制御される。光経路スイッチ５２１により、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光を出力する第３状態と、光分岐器１２５によって出力された一方の光を出力する第４状態と、を切替可能な第２経路切替部が実現される。
制御回路１２７は、第１状態および第２状態のいずれにおいても、第１ＰＤ１２４から出力される情報が示すパワーに基づいてＬＤ１２１の励起光のパワーを制御する。また、制御回路１２７は、光経路スイッチ５２１へ出力する切替信号により、光経路スイッチ５２１の経路切替を制御する。
具体的には、制御回路１２７は、第１状態（たとえば立ち上げ時）においては、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａに設定するとともに、光経路スイッチ５２１をモニタ経路５２１ａに設定する。これにより、増幅装置１２０における受信光を第１ＰＤ１２４によって低損失で受光させて受信光のパワーを精度よく検出し、精度よく検出したパワーに基づいて励起光のパワーを制御することができる。
また、制御回路１２７は、第２状態（たとえば運用時）においては、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂに設定するとともに、光経路スイッチ５２１を運用経路５２１ｂに設定する。これにより、増幅装置１２０における受信光を受信側光増幅器１０３へ出力しつつ受信光のパワーを検出し、検出したパワーに基づいて励起光のパワーを制御することができる。
このように、実施の形態３にかかる増幅装置１２０によれば、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａにして光経路スイッチ５２１をモニタ経路５２１ａにすることにより光経路スイッチ５２１から出力された光の受光結果に基づく情報を記憶できる。そして、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂにして光経路スイッチ５２１を運用経路５２１ｂにすることにより光経路スイッチ５２１から出力された光の受光結果と、記憶した情報と、に基づいて励起光のパワーを制御することができる。
これにより、１つのＰＤ（第１ＰＤ１２４）によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
（実施の形態４）
図６−１は、実施の形態４にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図６−２は、図６−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図６−１，図６−２において、図２−１，図２−２または図５−１，図５−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図６−１，図６−２に示すように、実施の形態４にかかる伝送システム１００は、図２−１，図２−２に示した第２ＰＤ１２６に代えて光経路スイッチ５２１を備えている。運用時制御部２２９は、第１ＰＤ１２４から出力される情報が示すパワーを取得する。
図７−１，図７−２は、実施の形態４にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態４にかかる制御回路１２７は、たとえば電源投入時の立ち上げ動作として以下の各ステップを実行する。図７−１，図７−２に示すステップＳ７０１〜Ｓ７１９は、図３に示したステップＳ３０１〜Ｓ３１９と同様である。
ただし、ステップＳ７０３において、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３，５２１（各光経路スイッチ）をそれぞれモニタ経路１２３ａ，５２１ａに設定する（ステップＳ７０３）。これにより、送信側光増幅器１０１から出力され、光ファイバ伝送路１０２で損失を受けたＡＳＥ光が低損失で第１ＰＤ１２４によって受光される。
図８は、実施の形態４にかかる制御回路の運用モードの動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態４にかかる制御回路１２７は、運用モードの動作として以下の各ステップを実行する。なお、運用モードにおいては、光ファイバ伝送路１０２による信号光の伝送が開始されているとする。
まず、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３，５２１（各光経路スイッチ）をそれぞれ運用経路１２３ｂ，５２１ｂに設定する（ステップＳ８０１）。これにより、信号光を受信側光増幅器１０３へ出力しつつ信号光およびＡＳＳ光が第１ＰＤ１２４によって受光される。図８に示すステップＳ８０２〜Ｓ８１０は、図４に示したステップＳ４０２〜Ｓ４１０と同様である。ただし、ステップＳ８０３，Ｓ８０７において、制御回路１２７は、第１ＰＤ１２４によって検出される信号光とＡＳＳ光の合計パワーを取得する。
このように、実施の形態４にかかる増幅装置１２０によれば、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａにして光経路スイッチ５２１をモニタ経路５２１ａにすることにより光経路スイッチ５２１から出力された光の受光結果に基づく情報を記憶できる。そして、光経路スイッチ１２３を運用経路１２３ｂにして光経路スイッチ５２１を運用経路５２１ｂにすることにより光経路スイッチ５２１から出力された光の受光結果と、記憶した情報と、に基づいて励起光のパワーを制御することができる。
これにより、１つのＰＤ（第１ＰＤ１２４）によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
（実施の形態５）
図９−１は、実施の形態５にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図９−２は、図９−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図９−１，図９−２において、図１−１，図１−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９−１，図９−２に示すように、実施の形態５にかかる増幅装置１２０は、図１−１，図１−２に示した第２ＰＤ１２６に代えて光合波器９２１を備えている。
光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａは、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光を光合波器９２１へ出力する経路となっている。光分岐器１２５は、分岐した各光をそれぞれ受信側光増幅器１０３および光合波器９２１へ出力する。光合波器９２１は、光経路スイッチ１２３から出力された光と、光分岐器１２５から出力された光と、を第１ＰＤ１２４へ出力する。
このように、実施の形態５にかかる増幅装置１２０には、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光分岐器１２５によって出力された一方の光と、を出力する光合波器９２１が設けられる。これにより、１つのＰＤ（第１ＰＤ１２４）によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
このため、簡単な構成によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
（実施の形態６）
図１０−１は、実施の形態６にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図１０−２は、図１０−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１０−１，図１０−２において、図２−１，図２−２または図９−１，図９−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図１０−１，図１０−２に示すように、実施の形態６にかかる伝送システム１００は、図２−１，図２−２に示した第２ＰＤ１２６に代えて光合波器９２１を備えている。運用時制御部２２９は、第１ＰＤ１２４から出力される情報が示すパワーを取得する。
実施の形態６にかかる制御回路１２７の立ち上げ時の動作は、たとえば図３−１，図３−２に示した動作と同様である。実施の形態６にかかる制御回路１２７の運用モードの動作は、たとえば図４に示した動作と同様である。ただし、実施の形態６にかかる制御回路１２７は、図４に示したステップＳ４０３，Ｓ４０７において、第１ＰＤ１２４により検出される信号光とＡＳＳ光の合計パワーを取得する。
このように、実施の形態６にかかる増幅装置１２０には、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光分岐器１２５によって出力された一方の光と、を出力する光合波器９２１が設けられる。これにより、１つのＰＤ（第１ＰＤ１２４）によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
このため、簡単な構成によって、光経路スイッチ１２３のモニタ経路１２３ａによって出力された光と、光経路スイッチ１２３の運用経路１２３ｂによって出力され光分岐器１２５によって分岐された光と、を受光することができる。
（実施の形態７）
図１１−１は、実施の形態７にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図１１−２は、図１１−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１１−１，図１１−２において、図１−１，図１−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図１１−１，図１１−２に示すように、実施の形態７にかかる増幅装置１２０においては、光分岐器１２５が光経路スイッチ１２３の前段に設けられている。ＷＤＭカプラ１２２は、光ファイバ伝送路１０２から出力された光を光分岐器１２５へ出力する。光分岐器１２５は、ＷＤＭカプラ１２２から出力された光を分岐し、分岐した各光をそれぞれ光経路スイッチ１２３および第２ＰＤ１２６へ出力する。
光経路スイッチ１２３は、光分岐器１２５から出力された光を第１ＰＤ１２４へ出力するモニタ経路１２３ａと、光分岐器１２５から出力された光を受信側光増幅器１０３へ出力する運用経路１２３ｂと、に切替可能なスイッチである。
このように、実施の形態７にかかる増幅装置１２０によれば、受信光の出力先を運用経路１２３ｂとモニタ経路１２３ａとに切替可能な光経路スイッチ１２３を備えることにより、非運用時にモニタ経路１２３ａにより低損失で受信光をモニタすることができる。これにより、運用時に、運用経路１２３ｂによって信号光を後段に伝送しつつ、非運用時に低損失で受信光をモニタした結果に基づいて励起光パワーを制御することができるため、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
また、図２−１，図２−２，図６−１，図６−２，図１０−１，図１０−２に示した増幅装置１２０や図１２−１，図１２−２に示す増幅装置１２０においても同様に、光分岐器１２５を光経路スイッチ１２３の前段に設ける構成としてもよい。
（実施の形態８）
図１２−１は、実施の形態８にかかる伝送システムの構成の一例を示す図である。図１２−２は、図１２−１に示した伝送システムにおける光および電気信号の流れの一例を示す図である。図１２−１，図１２−２において、図２−１，図２−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
図１２−１，図１２−２に示すように、実施の形態８にかかる伝送システム１００は、図２−１，図２−２に示した光分岐器２０１、第３ＰＤ２０２、ＯＳＣ光送信器２０３およびＯＳＣカプラ２０４を省いた構成である。また、実施の形態８にかかる増幅装置１２０は、図２−１，図２−２に示したＯＳＣカプラ２１１、ＯＳＣ光受信器２１２およびスパンロス算出部２２３を省いた構成である。
図１３−１，図１３−２は、実施の形態８にかかる制御回路の立ち上げ時の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態８にかかる制御回路１２７は、たとえば電源投入時の立ち上げ動作として以下の各ステップを実行する。図１３−１に示すように、まず、制御回路１２７は、スパンロス測定モードに遷移する。
具体的には、制御回路１２７は、光経路スイッチ１２３をモニタ経路１２３ａに設定する（ステップＳ１３０１）。これにより、送信側光増幅器１０１から出力され、光ファイバ伝送路１０２で損失を受けたＡＳＥ光が第１ＰＤ１２４によって受光される。つぎに、制御回路１２７は、第１ＰＤ１２４により検出される受信側のＡＳＥ光のパワーを取得する（ステップＳ１３０２）。
つぎに、制御回路１２７は、増幅装置１２０の目標出力パワーを決定する（ステップＳ１３０３）。たとえば、制御回路１２７は、ステップＳ１３０２によって取得された受信側のＡＳＥ光のパワーに対して、所定の設定利得を加算した結果を目標出力パワーとして決定する。図１３−１，図１３−２に示すステップＳ１３０４〜Ｓ１３１６は、図３−１，図３−２に示したステップＳ３０７〜Ｓ３１９と同様である。実施の形態８にかかる制御回路１２７の運用モードの動作は、たとえば図４に示した動作と同様である。
このように、実施の形態８にかかる増幅装置１２０によれば、スパンロスの算出を行わなくても、実施の形態１，２にかかる増幅装置１２０と同様の効果を得ることができる。なお、図６−１，図６−２，図１０−１，図１０−２に示した増幅装置１２０においても同様に、スパンロスの算出を行わない構成としてもよい。
以上説明したように、増幅装置および制御方法によれば、受信光の出力先を運用経路とモニタ経路とに切替可能なスイッチを設け、非運用時にモニタ経路により低損失で受信光をモニタした結果に基づいて運用時に励起光パワーを制御することができる。これにより、ラマン利得の誤差を抑えることができる。
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、
前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、
前記光ファイバ伝送路を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、前記通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、
前記経路切替部によって前記第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部と、
前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする増幅装置。
（付記２）前記入力部は、前記光ファイバ伝送路と前記経路切替部との間に設けられ、前記光ファイバ伝送路により伝送される光と反対方向に前記励起光を入力することを特徴とする付記１に記載の増幅装置。
（付記３）前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送される前に前記経路切替部を前記第１状態にして前記受光結果に基づく情報を記憶し、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに前記経路切替部を前記第２状態にして前記励起光のパワーを制御することを特徴とする付記１または２に記載の増幅装置。
（付記４）前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって送信側からの光が伝送されていない状態で、前記励起光のパワーを変化させながら前記第１経路へ出力される光のパワーを取得することにより、前記励起光のパワーと、前記励起光の入力により発生する雑音光のパワーと、の関係を示す前記情報を記憶することを特徴とする付記３に記載の増幅装置。
（付記５）前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに、記憶した前記情報と、前記励起光のパワーと、に基づいて前記雑音光のパワーを導出し、前記分岐部によって出力された前記一方の光のパワーから前記雑音光のパワーを減算した結果に基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする付記４に記載の増幅装置。
（付記６）前記光ファイバ伝送路は、波長帯域が前記信号光の波長を含む雑音光を出力する光増幅器から出力された光を伝送し、
前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって前記信号光が伝送される前で前記光ファイバ伝送路によって前記雑音光が伝送されているときに、前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光のパワーに基づいて目標パワーを算出し、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに、前記減算した結果が前記目標パワーに近づくように前記励起光のパワーを制御することを特徴とする付記５に記載の増幅装置。
（付記７）前記経路切替部（以下、「第１経路切替部」と称する）によって前記第１経路へ出力された光を出力する第３状態と、前記分岐部によって出力された前記一方の光を出力する第４状態と、を切替可能な第２経路切替部を備え、
前記制御回路は、前記第１経路切替部を前記第１状態にして前記第２経路切替部を前記第３状態にすることにより前記第２経路切替部から出力された光の受光結果に基づく前記情報を記憶した後に、前記第１経路切替部を前記第２状態にして前記第２経路切替部を前記第４状態にすることにより前記第２経路切替部から出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の増幅装置。
（付記８）前記経路切替部によって前記第１経路へ出力された光と、前記分岐部によって出力された前記一方の光と、を出力する合波器を備え、
前記制御回路は、前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記合波器から出力された光の受光結果に基づく前記情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記合波器から出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の増幅装置。
（付記９）光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、
前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、
前記光ファイバ伝送路を通過した光を分岐して出力する分岐部と、
前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光を第１経路へ出力する第１状態と、前記一方の光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、
前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記第２経路へ出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする増幅装置。
（付記１０）光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置の制御方法において、
前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、前記光ファイバ伝送路を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、前記通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、前記経路切替部によって前記第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部と、を備える前記増幅装置の前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶し、
前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする制御方法。
（付記１１）光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置の制御方法において、
前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、前記光ファイバ伝送路を通過した光を分岐して出力する分岐部と、前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光を第１経路へ出力する第１状態と、前記一方の光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、を備える前記増幅装置の前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶し、
前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする制御方法。
１００ 伝送システム
１０１，２０５ 送信側光増幅器
１０２，２１０ 光ファイバ伝送路
１０３，２０７ 受信側光増幅器
１２０ 増幅装置
１２１ ＬＤ
１２２ ＷＤＭカプラ
１２３，５２１ 光経路スイッチ
１２３ａ，５２１ａ モニタ経路
１２３ｂ，５２１ｂ 運用経路
１２４ 第１ＰＤ
１２５，２０１ 光分岐器
１２６ 第２ＰＤ
１２７ 制御回路
２０２ 第３ＰＤ
２０３，２１３ ＯＳＣ光送信器
２０４，２０６，２１１，２１４ ＯＳＣカプラ
２０８，２１２ ＯＳＣ光受信器
２０９ オンオフ切替部
２２１ 動作モード選択部
２２２ 光ＳＷ切替部
２２３ スパンロス算出部
２２４ 目標出力決定部
２２５ ＬＤ駆動部
２２６ 記憶部
２２７ 信号出力算出部
２２８ 差算出部
２２９ 運用時制御部
９２１ 光合波器

Claims (8)

  1. 光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、
    前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、
    前記光ファイバ伝送路を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、前記通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、
    前記経路切替部によって前記第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部と、
    前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送される前に前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、
    を備えることを特徴とする増幅装置。
  2. 前記入力部は、前記光ファイバ伝送路と前記経路切替部との間に設けられ、前記光ファイバ伝送路により伝送される光と反対方向に前記励起光を入力することを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
  3. 前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって送信側からの光が伝送されていない状態で、前記励起光のパワーを変化させながら前記第１経路へ出力される光のパワーを取得することにより、前記励起光のパワーと、前記励起光の入力により発生する雑音光のパワーと、の関係を示す前記情報を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の増幅装置。
  4. 前記制御回路は、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに、記憶した前記情報と、前記励起光のパワーと、に基づいて前記雑音光のパワーを導出し、前記分岐部によって出力された前記一方の光のパワーから前記雑音光のパワーを減算した結果に基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする請求項３に記載の増幅装置。
  5. 前記経路切替部（以下、「第１経路切替部」と称する）によって前記第１経路へ出力された光を出力する第３状態と、前記分岐部によって出力された前記一方の光を出力する第４状態と、を切替可能な第２経路切替部を備え、
    前記制御回路は、前記第１経路切替部を前記第１状態にして前記第２経路切替部を前記第３状態にすることにより前記第２経路切替部から出力された光の受光結果に基づく前記情報を記憶した後に、前記第１経路切替部を前記第２状態にして前記第２経路切替部を前記第４状態にすることにより前記第２経路切替部から出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の増幅装置。
  6. 前記経路切替部によって前記第１経路へ出力された光と、前記分岐部によって出力された前記一方の光と、を出力する合波器を備え、
    前記制御回路は、前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記合波器から出力された光の受光結果に基づく前記情報を記憶した後に、前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記合波器から出力された光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の増幅装置。
  7. 光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置において、
    前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、
    前記光ファイバ伝送路を通過した光を分岐して出力する分岐部と、
    前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光を第１経路へ出力する第１状態と、前記一方の光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、
    前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送される前に前記経路切替部を前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶した後に、前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに前記経路切替部を前記第２状態にして前記各光のうちの他方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御する制御回路と、
    を備えることを特徴とする増幅装置。
  8. 光ファイバ伝送路により伝送される光をラマン増幅する増幅装置の制御方法において、
    前記光ファイバ伝送路へ励起光を入力する入力部と、前記光ファイバ伝送路を通過した光を第１経路へ出力する第１状態と、前記通過した光を第２経路へ出力する第２状態と、を切替可能な経路切替部と、前記経路切替部によって前記第２経路へ出力された光を分岐して出力する分岐部と、を備える前記増幅装置の前記経路切替部を前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送される前に前記第１状態にすることにより前記第１経路へ出力された光の受光結果に基づく情報を記憶し、
    前記光ファイバ伝送路によって信号光が伝送されているときに前記経路切替部を前記第２状態にすることにより前記分岐部によって出力された各光のうちの一方の光の受光結果と前記情報とに基づいて前記励起光のパワーを制御することを特徴とする制御方法。
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