WO2002017010A1 - Systeme de communication optique, procede permettant de fournir de la lumiere d'excitation, et amplificateur raman distribue - Google Patents

Description

明細書 光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置 技術分野

本発明は、 光伝送路でラマン増幅する光通信システムにおいて、 利得波長特性 の平坦性、 操作者の安全性および光学損傷の回避を確保するように励起光を供給 する光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置に関する。

背景技術

現在では、 将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、 超長距離でか っ大容量の光通信装置が要求されている。 この大容量化を実現する方式として、 波長分割多重 （wavelenき th- division multiplexing 以下、 「WD M」 と略記す る。 ） 方式が、 光ファイバの広帯域 ·大容量性を有効に利用できるなどの有利な 点から研究開発が進められている。

特に、 超長距離光通信システムでは、 WD M方式光信号が超長距離を伝送する 間に減衰してしまうことから、 WD M方式光信号を増幅する必要がある。

従来、 光通信システムは、 互いに波長の異なる複数の光信号を波長分割多重し てなる WD M方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された WD M方式 光信号を伝送する光伝送路と、 伝送された WD M方式光信号を受信する受信局と を備え、 さらに WD M方式光信号を増幅する機能を備える中継局が光伝送路の途 中に必要に応じて 1個または複数個設けられる。

このような光通信システムでは、 光伝送路中における非線形光学効果によって 各光信号の波形が劣化する。 この波形劣化を回避するためには、 光伝送路に入射 される WD M方式光信号の光パワー （光強度） を低下させることが宥効である。 一方、 光パワーの低下は、 光信号対雑音比の悪化をもたらす。 非線形光学効果と しては、例えば、 自己位相変調、相互位相変調、 四光波混合、誘導ラマン散乱（以 下、 「S R S」 と略記する。 ） および誘導ブリュアン散乱 （以下、 「S B S」 と 略記する。 ） などが知られている。

そのため、 中継局に備えられる集中型光増幅装置とともに、 光伝送路を光増幅 媒体に兼用する分布型光増幅装置を併用することが提案されている。 例えば、 P.B. Hansen, A. Stentz, T.N. Nielsen, R. Espinodola,L.E.Nelson,A.A.Abramov₅ 1 Dense wavelength - divisionmultiplexed transmission in ' zero- dispersion"DSF by means of hybrid Raman/ erubium-doped fiber amplifier」 (OFC/IOOC ' 99)，PD8，1999、および、 N. Takachio, H. Suzuki, H.Masuda，and M.Koga, 「32*10 Gb/s distributed Raman amplification transmission with 50 - GHz channel spacing in the zero-dispersion region over 640km of 1.55- /1 dispersion- shifted fiberj (0FC/I00C ， 99) ，PD9，1999 では、 ラマン増幅の有効性につい て報告されている。

また、 特開平 0 3— 0 1 3 8 3 6号公報では、 光伝送路に試験光を入射させて その後方散乱を検出することにより、 光伝送路の損失を求めてラマン増幅を行う 方法が開示されている。

特開平 1 0— 0 7 3 8 5 2号公報では、 波長の異なる複数の励起光を用いて増 幅帯域を広帯域化するラマン増幅について開示されている。

そして、 特開平 1 0— 0 2 2 9 3 1号公報では、 ラマン増幅用の励起光源を中 継局内に設けることが開示されている。

ここで、 光増幅装置は、 集中型光増幅装置と分布型光増幅装置とに分類するこ とができる。 集中型光増幅装置は、 光増幅媒体と励起光源とが 1箇所に集中的に 備えられる光増幅装置である。 例えば、 半導体レーザ増幅器や光増幅媒体である 光ファイバをボビンなどに卷いた光ファイバ増幅器などが知られている。 一方、 分布型光増幅装置は、 光増幅媒体が或る一定の距離に亘つて布設され励起光源が 一方または双方に備えられる光増幅装置である。 例えば、 光ファイバ増幅装置が ある。 光ファイバ増幅装置としては、 希土類元素添加光ファイバ増幅器や光ファ ィバ中の非線形散乱を利用した光ファイバ増幅器がある。

これら集中型光増幅装置も分布型光増幅装置も、その光を増幅する物理過程は、 同一であり、 主な相違は、 光増幅媒体が 1箇所に纏められているか一定の距離に 亘つて分布しているかである。 そして、 分布型光増幅装置は、 光増幅媒体を光信 号を伝送する局間の光伝送路と兼ねることができるという特徴がある。

また、 非線形散乱としては、 S R Sや S B Sなどが知られている。 S R Sは、 格子振動の光学的フオノンとの相互作用によって発生する散乱であ り、 広い利得幅と大きな周波数シフトを有する。 S B Sは、 格子振動の音響的フ オノンとの相互作用によって発生する散乱であり、 S R Sに較べて利得幅が狭く 周波数シフ卜が小さいが、 利得係数が 2桁以上も大きい。

そして、 非線形散乱を利用した光ファイバ増幅器の特徴は、 N Z— D S Fや S M Fなどの通常の光フアイバを使用することができること、 どのような増幅波,長 に対しても励起波長を設定することができること、 および、 利得は励起光の偏波 方向に一致することなどである。 通常の光ファイバとしては、 例えば、 分散シフ ト光ファイバ、 ノンゼロ分散シフト光ファイノ （以下、 「N Z—D S F」 と略記 する。 ）、 分散フラット光ファイバ、 および、 シングルモード光ファイバ（以下、 「S M F」 と略記する。 ） などがある。

ところで、 前述の文献は、 いずれもラマン増幅について開示しているが、 ラマ ン増幅するための励起光をどのように制御するかについて、 具体的に開示してい ない。 あるいは、 開示していたとしても、 その制御に複雑な回路を必要としてい る。

そこで、 本発明の目的は、 ほぼ平坦な利得波長特性でラマン増幅することがで きる光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供するこ とである。

そして、 本発明の他の目的は、 光通信システムを扱う取扱者の安全確保に好適 な光通信システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供すること である。

さらに、 本発明の他の目的は、 光通信システムの光学損傷防止に好適な光通信 システム、 励起光供給方法および分布型ラマン増幅装置を提供することである。

発明の開示

上述の目的は、送信局と、送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、 光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇所以上設 けられる中継局と、 これら送信局、 受信局および中継局の中から少なくとも 2個 の局に設けられ、 光伝送路に励起光を供給する励起光源とを備え、 各励起光の波 長が 2種類以上である光通信システムによつて達成される。 また、 上述の目的は、 送信局と、 送信局から送出された光信号を伝送する光伝 送路と、 光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇 所以上設けられる中継局と、 これら送信局、 受信局および中継局の中から少なく とも 1個の局に設けられ、 光伝送路に励起光を供給する励起光源と、 励起光の励 起方法に対応して局内に設けられ、 この励起光によって増幅された光信号の光パ ヮーを検出する検出手段と、 励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パヮ一 の励起光を光伝送路に供給した場合の検出手段の第 1検出結果と、 第 1光パワー より大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合の検出手段の第 2検 出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停止手 段とを備える光通信システムによって達成される。

そして、 上述の目的は、 送信局と、 送信局から送出された複数の波長帯域の光 信号を伝送する光伝送路と、光伝送路から射出される光信号を受信する受信局と、 光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、 これ'ら送信局、 受信局および中継 局の中から少なくとも 1個の局に設けられ、 複数の波長帯域に対応する複数の励 起光を光伝送路に供給する励起光源と、 励起光の励起方法に対応して局内に設け られ、 励起光によって増幅された光信号の光パワーを複数の波長帯域ごとに検出 する帯域検出手段と、 励起光源が設けられる局内に設けられ、 帯域検出手段の検 出結果に基づいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の 一定範囲内にあるように、 複数の励起光の各光パワーを調整する帯域調整手段と を備える光通信システムによって達成される。

また、 上述の目的は、 光信号を伝送する光伝送路の少なくとも 2箇所から供給 される複数の励起光であって、 これら複数の励起光における波長が 2種類以上あ る分布型ラマン増幅装置によって達成される。

このような光通信システムおよび分布型ラマン増幅装置は、 励起光の波長や励 起光の光パワーを調整するので、 ほぼ平坦な利得波長特性を得ることができる。 さらに、 上述の目的は、 前述の光通信システムにおいて、 残留励起光、 光信号 および反射励起光の光パワーを検出し、 この検出結果に基づいて励起光の光パヮ 一を制御することによって達成される。

このような光通信システムでは、 非接続を監視し励起光の光パワーを制御する ことができるので、 取扱者の安全を確保することができる。

そして、 上述の目的は、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 1ステ ヅプと、 第 1光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 2 ステツプと、 第 1光パワーより大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給す る第 3ステヅプと、 第 2光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検 出する第 4ステップと、 第 4ステツプの検出結果が第 2ステツプの検出結果に較 ベて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める第 5ステップとを備 える励起光供給方法によって達成される。

このような励起光供給方法は、 予め第 2光パワーによって光学損傷を生じさせ ることによって、 励起光の供給先の光学損傷を監視するとともに通常運用時にお ける光学損傷を回避することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、 第 1の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 2は、 光ファイバのラマン利得係数を示す図である。

図 3は、 互いに異なる複数波長の励起光の場合を示す図である。

図 4は、 2波長の励起光の場合を示す図である。

図 5は、 第 2の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 6は、 測定系の構成を示す図である。

図 7は、 S M Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。

図 8は、 N Z—D S Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。 図 9は、 各励起光の光パワー比別のラマン増幅を示す図である。

図 1 0は、 第 3の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 1 1は、 第 3の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。 図 1 2は、 第 3の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。 図 1 3は、 光学損傷試験における励起レーザ光の光パワーの時間変化を示す図 である。

•図 1 4は、 励起光番号と励起光波長との対応テーブルを示す図である。

図 1 5は、 第 3の実施形態における残留励起光検出部を備える中継局の構成を 示す図である。 ' 図 1 6は、 第 3の実施形態における励起光に低周波を重畳する場合の構成を示 す図である。

図 1 7は、 第 4の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。

図 1 8は、 第 5の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。

図 1 9は、 第 6の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。

図 2 0は、 第 6の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。

図 2 1は、 第 6の実施形態における帯域検出部の構成を示す図である。

図 2 2は、 光源の第 1の構成例を示す図である。

図 2 3は、 光源の第 2の構成例を示す図である。 .

図 2 4は、 光源の第 3の構成例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 なお、 各図にお いて、 同一の構成については、 同一の符号を付し、 その説明を省略する。

(第 1の実施形態の構成）

第 1の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

図 1は、 第 1の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 1において、 光通信システムは、 送信局 1 1と、 送信局 1 1から送出された 光信号を伝送する光伝送路 1 2と、 光伝送路 1 2から射出される光信号を受信す る受信局 1 3と、 光伝送路 1 2中に 1箇所以上設けられる中継局 1 4とを備えて 構成される。 光伝送路 1 2に励起光を供給する励起光源 2 1は、 これら送信局 1 I s 受信局 1 3および中継局 1 4の中から少なくとも 2個の局に設けられる。 す なわち、 第 1の実施形態では、 励起光源 2 1 -1が送信局 1 1に備えられ、 励起光 源 2 1 -2が中継局 1 4 -1に備えられ、励起光源 2 1 -3が中継局 1 4 - 2に備えられ、 励起光源 2 1 -4、 2 1 -5が中継局 1 4 - 3に備えられ、 励起光源 2 1 - n、 2 1 -n+1 が中継局 1 4 - mに備えられ、 励起光源 2 l -n+2が受信局 1 3に備えられる。 そし て、 中継局 1 4 -m+lは、 励起光源を備えない。

送信局 1 1内の送信器 2 2で生成された光信号は、 励起光源 2 1 -1から供給さ れる励起光が合波されて、 光伝送路 1 2 -1に送出される。 光信号は、 光伝送路 1 2 -1を伝送する間に励起光によってラマン増幅される。 このように、 増幅される光と励起光との進行方向が同じ場合を前方向励起と言 う。 また、 増幅される光と励起光との進行方向が逆の場合を後方向励起と言い、 前方向励起と後方向励起とを同時に行う場合を双方向励起と言う。

光伝送路 12-1を伝送した光信号は、 中継局 14-1内の光信号処理部 24-1に 入射される。

光信号処理部 24-1および後述される光信号処理部 24-2、 24-3、 24- kは、 中継局 14が光信号を再生中継する機能を持つ局である場合には、 光増幅器およ び分散補償器などを備えて構成され、 中継局 14が光信号から波長多重されてい る光信号を分岐 ·挿入 ·透過する機能を持つ局である場合には、 光分岐 ·挿入装 置 （optical add/drop multiplexer) などを備えて構成される。

光信号処理部 24-1から射出された光信号は、 励起光源 2 1 - 2から供給される 励起光が合波されて、 光伝送路 12- 2に送出される。 光伝送路 12- 2を伝送した 光信号は、 中継局 14- 2内の光信号処理部 24-2に入射される。 一方、 中継局 1 4- 2内の励起光源 2 1-3から射出される励起光は、光伝送路 12- 2に供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 12-2を伝送する間に双方向励起によってラマ ン増幅される。

光信号処理部 24-2から射出された光信号は、 光伝送路 12- 3に送出される。 光伝送路 12-3を伝送した光信号は、 中継局 14- 3内の光信号処理部 24- 3に入 射される。 一方、 中継局 14 -3内の励起光源 2 1-4から射出される励起光は、 光 伝送路 12-3に供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 12-3を伝送する 間に後方向励起によってラマン増幅される。

光信号処理部 24-3から射出された光信号は、 励起光源 2 1 - 5から供給される 励起光が合波されて、 光伝送路 12- 4に送出される。

上述と同様に、 光伝送路 12を伝送する光信号は、 中継局 14によって多段中 継され、 中継局 14- mに入射される。 また、 中継局 14-m内の励起光源 2 1- nか ら射出される励起光は、 光伝送路 1 2 -mに供給される。 中継局 14- mに入射され た光信号は、 励起光源 2 1-n+lから供給される励起光が合波されて、.光伝送路 1 2-m+lに 出される。 よって、 光信号は、 光伝送路 1 2- m+1を伝送する間に前方. 向励起によってラマン増幅される。 このように中継局 14は、 光信号処理部 24 を備えることなく、 励起光を供給する機能のみである場合もある。

光伝送路 1 2- m+1を伝送した光信号は、 中継局 14- m+1内の光信号処理部 24 - kに入射される。光信号処理部 24 - kから射出された光信号は、光伝送路 1 2-m+2 に送出され、 受信局 1 3内の受信器 2 3に受信される。 一方、 受信局 1 3内の励 起光源 2 1- n+2から射出される励起光は、 光伝送路 1 2-m+2に供給される。 よつ て、 光信号は、 光伝送路 1 2-m+2を伝送する間に後方向励起によってラマン増幅 される。

そして、 各励起光の波長は、 2種類以上である。 例えば、 各励起光の波長は、 互いに異なる場合である。 また、 例えば、 励起光源 2 1-1、 2 1-4、 2 l-n+2か ら供給される励起光の波長、 励起光源 2 1-2、 2 1-5、 2 1-n+lから供給される 励起光の波長、 および、 励起光源 2 1-3、 2 1-nから供給される励起光の波長の 3種類の場合である。 各励起光の波長は、 2種類以上であればよく、 このように 様々な場合がある。

(第 1の実施形態の作用効果）

図 2は、 光ファイバのラマン利得係数を示す図である。

図 3は、 互いに異なる複数波長の励起光の場合を示す図である。

図 4は、 2波長の励起光の場合を示す図である。

図 2 は 、 R.G. Stolen: " Non linearity in fiber transmission, ，， Proc.IEEE,Vol.68,P1232-1236,1980から抜粋した図である。 図 2ないし図 4の縦 軸は、 cm/W単位で表示したラマン利得係数であり、 横軸は、 cirf¹単位で表 示した周波数シフトである。 図 2の曲線は、 励起光の波長が 1 mだけの場合の ラマン利得係数である。 なお、 励起光を 1. δ ^πιにすると、 ラマン利得係数は、 l/λ (人は波長） になる。

図 2に示すように、 ラマン利得係数は、 励起光の周波数から略 200 (cm— シフトした周波数のところで生じ始め、 略 430 ( cm—¹) シフトした周波数の ところで最大値となり、 その後極小値をとり、 再び略 480 (cm—¹) シフトし た周波数で極大値となって、 その後、 急激に小さくなり、 極大値および極小値を 繰り返して無くなる。 もちろん、 ラマン利得も、 ラマン利得係数と同様な変化を することになる。 ラマン増幅する場合に、 通常、 ラマン利得係数の大きい値の範囲が増幅帯域に' なるように設定される。 例えば、 図 2に示すように、 C— b a n dを増幅する場 合では、 ラマン利得係数の大きい値の範囲、 4 2 0 ( c m"¹) から 4 8 0 ( c m" ¹) が増幅帯域になるように設定される。

この場合では、 ラマン利得が上述のように波長依存性を有することになること から、 増幅される光が WD M方式光信号である場合では、 増幅前の WD M方式光 信号における各光信号の光パワーが同一であっても、 増幅後の各光信号の光パヮ 一は、 相違を生じる。 すなわち、 増幅前の WD M方式光信号のスペクトルがほぼ 平坦であっても、 増幅後の WD M方式光信号のスペクトルは、 傾斜を生じる。 そこで、 励起光が 1個の波長ではなく、 励起光は、 異なる複数波長にする。 こ のようにすると、 図 3に示すように、 光通信システム全体の利得波長特性は、 各 励起光によって生じるラマン利得の合成されたものであるから、極大値（最大値） と極小値とが打ち消すこととなって、 ほぼ平坦な利得波長特性になる。

すなわち、 WD M方式光信号における或る 1個の光信号に注目すると、 送信局 1 1から受信局 1 3まで伝送される間に、 或る局から供給される励起光では極小 値のラマン利得係数で増幅されたとしても、 別の局から供給される励起光では極 大値 （最大値） のラマン利得係数で増幅されることとなる。 このため、 ラマン増 幅された WD M方式光信号における各光信号は、 光伝送路 1 2の少なくとも 2箇 所から 2種類以上の波長で励起光を供給することによって、 送信局 1 1から受信 局 1 3まで伝送される間にほぼ同一の光パワーとなる。

したがって、 第 1の実施形態では、 利得傾斜のなく光伝送路中でラマン増幅す ることができるから、 超長距離伝送をすることができる。

これら異なる複数波長の励起光は、 第 1の実施形態では、 各局に備えられる励 起光源から供給され、 各励起光源の波長は、 光通信システムの設置の際に、 設定 する。

なお、 波長の設定を一括制御する中央制御回路を設け、 各励起光源は、 通信回 線によって中央制御回路から波長を指示されるようにしてもよい。 また、 各励起 光源は、 設定すべき波長のテーブルを各励起光源に備えて、 他の励起光源の波長 を通信回線を通じて参照し、 他の励起光源で使用されていない波長をテーブルか ら選択して自己の波長に設定するようにしてもよい。 さらに、 各励起光源の波長 を巡回するように設定してもよい。 つまり、 例えば、 第 1励起光源、 第 2励起光 源、第 3励起光源、第 4励起光源、第 5励起光源、第 6励起光源、第 7励起光源、 · - - に対し、 それそれ、 第 1波長、 第 2波長、 第 3波長、 第 1波長、 第 2波長、 第 3 波長、 第 1波長、 · · 'のように設定する。 ' なお、 図 2は、 シリカガラスの光ファイバにおけるラマン利得係数を示す図で あるが、 ガラス光ファイバにおけるラマン利得係数は、 ラマン利得が光ファイバ 中の光学フオノンとの相互作用によって生じる現象であって光ファイバを構成す るガラスが非結晶性の固体であることから、他の光ファイバのラマン利得係数も、 同様に、 ラマン利得係数が大きな値である範囲で極大値と極小値の.リップルを持 つ。 '

(第 1の実施形態におけるより好ましい形態）

第 1の実施形態における光通信システムでは、 光伝送路 1 2のラマン利得波長 特性において、 前記各励起光のうちの 1個の励起光によって生じるラマン利得が 現れ始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長を、 増幅すべき増幅波長 帯域の中心波長に一致させた場合に、 各励起光の波長のうちの最短波長と最長波 長との間隔は、 増幅波長帯域の間隔と一致するようにすることが好ましい。

図 2から分かるように、 ラマン利得は、 励起光の波長から一定間隔をあけて生 じるから、 このようにすると、 所望の増幅帯域の波長利得特性をほぼ平坦にする ことができる。 '

そして、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 波長は、 第 1波長およ び第 2波長の 2種類であり、 第 1波長と第 2波長との間隔は、 光伝送路のラマン 利得波長特性において、 ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大 値となる波長と、 この最大値となる波長から長波長側で最初に極小値となる波長 と、 の間隔であるようにすることが好ましい。

さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 波長は、 第 1波長およ び第 2波長の 2種類であり、 第 2波長は、 第 2波長の励起光によって生じる第 2 ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長が、 第 1波 長の励起光によって生じる第 1ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初 に最大値となつた後の極小値となる波長とほぼ一致するように設定されることが 好ましい。

このようにすると、図 4に示すように、第 1波長によるラマン利得の極小値（特 性曲線 Aの極小値） が、 第 2波長によるラマン利得の最大値 （特性曲線 Bの最大 値） によって打ち消されるので、 増幅帯域における利得の波長依存性を減少する ことができる。

また、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局と この励起光の進行方向で対向する局内に、 この励起光を遮光する遮光部を光伝送 路 1 2にさらに設けることが好ましい。

励起光の光パワーが大きい場合では、 光伝送路 1 2中でラマン増幅にすべて消 費されないため、 励起光は、 残留励起光として対向する局まで到達する。 対向す る局が、 出力側の光の光パワーを検出することによって、 利得の制御や出力側に 光伝送路などが接続されているか否かの監視などを行っている場合では、 こうし た制御や監視が残留励起光によって誤動作する場合がある。 このため、 このよう に遮光部を備えることによって誤動作を防止することができる。

対向する局は、前方向励起の場合では後段の局であり、後方向励起の場合では、 前段の局である。

さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局 とこの励起光の進行方向で対向する局内に設けられ、 この励起光の残留励起光の 光パワーを検出する残留光検出部と、 この励起光が供給される局内に設けられ、 残留光検出部の検出結果が所定の一定範囲内にあるように励起光の光パワーを調 整する調整部と、 検出結果を残留光検出部から前記調整部まで送信する検出結果 送信部とをさらに備えることが好ましい。

ラマン増幅は、 光伝送路 1 2の実効断面積、 光伝送路 1 2に使用される光ファ ィバ自体の損失、および、各局間の光伝送路 1 2のスプライス損失（splice loss ) などに依存する。 そして、 ラマン増幅する光伝送路 1 2は、 通常、 既設の光ファ ィバが使用される。 このため、 光ファイバがどのように接続されているか不明で あるので、 スプライス損失も不明である。

このようにすると、 残留励起光の光パワーを計測することによって、 励起光の 波長における光伝送路 1 2のスプライス損失を実測することができるため、 より 高精度にラマン利得を制御することができる。

また、 第 1の実施形態における光通信システムは、 励起光が ¾給される局とこ の励起光の進行方向で対向する局内に設けられ、 この励起光の残留励起光の光パ ヮ一を検出する残留光検出部と、 この励起光が供給される局内に設けられ、 残留 光検出部の検出結果が所定値以下である場合にこの励起光の供給を止める停止部 と、 検出結果を残留光検出部から停止部まで送信する検出結果送信部とをさらに 備えることが好ましい。

励起光を供給しているにもかかわらず、 残留励起光が検出されない場合では、 光伝送路 1 2が対向する局に接続されていないか、 光伝送路 1 2中で断線などの 異常が生じている場合である。 このため、 このようにすると、光通信システムは、 非接続や異常を検出して励起光の供給を止めることができるので、 取扱者の安全 を確保することができる。

さらに、 第 1の実施形態における光通信システムでは、 励起光が供給される局 内に設けられ、 光信号の光パワーを検出する光信号検出部と、 光信号検出部の検 出結果が所定の一定範囲外である場合にこの励起光の供給を止める停止部とをさ らに備えることが好ましい。

光信号の光パワーが一定範囲外である場合、 すなわち、 一定値より小さい場合 および一定値より大きい場合である。 前者の場合では、 入力側に光伝送路 1 2が 接続されていない場合であるから、 励起光の供給を禁止することによって取扱者 の安全を確保することができる。 そして、 後者の場合では、 励起光が強すぎる場 合であるから、 励起光の供給を止めることによって、 後に接続される光増幅器な どの光部品を破損から保護することができる。

また、 第 1の実施形態の光通信システムでは、 励起光が供給される局内に設け られ、 この励起光の反射励起光の光パワーを検出する反射光検出部と、 反射光検 出部の検出結果 所定値以上である場合にこの励起光の供給を止める停止部とを さらに備えることが好ましい。 さらに、 このような構成の場合に、 励起光に低周 波を重畳する重畳部をさらに備え、 この停止部は、 さらにこの低周波を検出して 自局が供給した励起光であることを確認することが好ましい。 励起光を供給すべき光伝送路 1 2が接続されていない場合、 および、 光伝送路 1 2中で断線などの異常を生じている場合では、 '励起光が反射される。 この反射 される励起光を監視することによって、 供給先の非接続および異常を検出するこ とができるから、 取扱者の安全を確保することができる。 そして、 このような場 合で各励起光の波長が近接している場合には、 自局が光伝送路 1 2に供給した励 起光の反射励起光であるか、 自局と対向する局が供給した励起光の残留励起光で あるか、 を区別することが困難である場合がある。 そこで、 励起光に低周波を重 畳し、 反射検出部が検出した光にこの低周波が含まれるか否かを確認することに よって、 光通信システムは、 自局が供給した励起光であることを確認することで きる。 このため、 確実に反射励起光を検出することができるから、 検出部は、 残 留励起光を検出することによる誤動作を防止することができる。

さらに、 第 1の実 15形態における光通信システムでは、 励起光の励起方法に対 応して局内に設けられ、 この励起光によって増幅された光信号の光パワーを検出 する検出部と、 励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光 伝送路 1 2に供給した場合の検出部の第 1検出結果と、 第 1光パワーより大きい 第 2光パワーの励起光を光伝送路 1 2に供給した場合の検出部の第 2検出結果と を較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停止部とをさら に備えることが好ましい。 なお、 停止部は、 励起光の供給先が異常である旨を警 告するようにしてもよい。

光伝送路 1 2に励起光を供給すると、 局と光伝送路 1 2を接続するコネクタや 光伝送路 1 2中で光伝送路である光ファイバの端面などに付着した油やほこりが 励起光によって焼き付いて、 光伝送路 1 2に光学損傷を生じさせる場合がある。 すなわち、 励起光の供給先が光学損傷によって異常となる。

そこで、 光通信システム運用中の励起光の光パワーより大きい第 2光パワーの 励起光を供給することによって、 光学損傷が生じる可能性があるものは、 運用前 に光学損傷を生じさせる。 そして、 光通信システムは、 第 1検出結果と第 2検出 結果とを対比することによってこの光学損傷を検出することができるので、 運用 中の光学損傷を回避することができる。

ここで、 検出部は、 前方向励起の場合では励起光の進行方向で対向する局に設 けられ、 後方向励起の場合では励起光を供給する局に設けられる。

次に、 別の実施形態について説明する。

(第 2の実施形態の構成）

第 2の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

図 5は、 第 2の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 5において、 光通信システムは、 送信局 5 1と、 送信局 5 1から送出された 複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路 5 2と、 光伝送路 5 2から射出され る光信号を受信する受信局 5 3と、 光伝送路 5 2中に 1箇所以上設けられる中継 局 5 4とを備えて構成される。

そして、 後方向励起部 6 3は、 これら送信局 5 1、 受信局 5 3および中継局 5 4の中から少なくとも 1個の局に設けられる。 すなわち、 第 2の実施形態では、 後方向励起部 6 3が中継局 5 4 -1、 5 4 -2および受信局 5 3に備えられ、 中継局 5 4 - 3は、 後方向励起部 6 3を備えない。

後方向励起部 6 3は、 励起光源 7 1と、 帯域検出部 7 2と、 励起光源 7 1を備 える局内に設けられる帯域調整部 7 3とを備えて構成される。

なお、 前方向励起の場合には、 帯域検出部 7 2は、 励起光源 7 1と帯域調整部 7 3とを備える局に励起光の進行方向で対向する局内、 すなわち、 後段に接続さ れる局内に設けられる。 このように、 帯域検出部 7 2は、 励起光の励起方法に対 応して局内に設けられる。

送信局 5 1内で生成された複数の波長帯域の光信号は、 光伝送路 5 2 -1に送出 される。 送信局 5 1は、 或る波長帯域の光信号を生成する複数個の信号生成部 6 1と生成された各波長帯域の光信号を波長多重する WD M力ブラ 6 2を備えて構 成される。 また、 信号生成部 6 1は、 例えば、 1波長の光信号を生成する複数の 送信器と生成された複数の光信号を波長多重する WD M力ブラとを備えて構成さ れ 。

光伝送路 5 2 -1を伝送した光信号は、 中継局 5 4 -1の後方向励起部 6 3 -1内の 帯域検出部 7 2に入射される。 後方向励起部 6 3 -1内の励起光源 7 1は、 複数の 波長帯域に対応する複数の励起光を光伝送路 5 2 -1に供給する。 したがって、 複 数の波長帯域に亘る光信号は、 光伝送路 5 2 -1を伝送する間に複数の励起光によ つてラマン増幅される。

帯域検出部 72は、 励起光によって増幅された光信号の光パワーを複数の波長 帯域ごとに検出する。 そして、 帯域検出部 72は、 検出結果を帯域調整部 73に 出力する。

帯域調整部 73は、 帯域検出部 72の検出結果に基づいて、 複数の波長帯域ご とに検出される光信号の光パワーが所定の一定範囲内にあるように、 複数の励起 光の各光パワーを調整する。

帯域検出部 72から射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64 -1に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそれ光 増幅器 65に入射され、 増幅される。 増幅された各光信号は、 WDM力ブラ 66 -1に入射され、 波長多重されて、 再び複数の波長帯域の光信号となる。 この光信 号は、 中継局 54-1から光伝送路 52- 2に送出される。

光伝送路 52- 2を伝送した光信号は、 中継局 54-2内の後方向励起部 63-2に 入射され、 上述と同様に、 調整された励起光が光伝送路 52-1に供給される。 し たがって、 光信号は、 光伝送路 52- 2を伝送する間に複数の励起光によってラマ ン増幅される。

後方向励起部 63- 2から射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64- 2に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそ れ光分岐 ·挿入装置 （以下、 「OADM」 と略記する。 ） 67に入射され、 光信 号が分岐、 揷入および透過される。 各 OADM67から射出された各光信号は、 WDM力ブラ 6 6- 2に入射され、 波長多重されて、 再び複数の波長帯域の光信号 となる。 この光信号は、 中継局 54- 2から光伝送路 52- 3に送出される。

光伝送路 52 -3を伝送した光信号は、 中継局 54-3内のWDMカプラ 64- 3に 入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された光信号は、 それそれ光増幅 器 65に入射され、 増幅される。 増幅された各光信号は、 WDM力ブラ 66- 3に 入射され、 波長多重されて、再び複数の波長帯域の光信号となる。この光信号は、 中継局 54- 3から光伝送路 52に送出される。

同様に、 複数の波長帯域の光信号は、 多段中継され、 光伝送路 52- hから受信 局 53内の後方向励起部 63- j 'に入射され、 上述と同様に、 調整された励起光が 光伝送路 52- hに供給される。 したがって、 光信号は、 光伝送路 52- hを伝送す る間に複数の励起光によってラマン増幅される。

後方向励起部 63- jから射出された複数の波長帯域の光信号は、 WDM力ブラ 64- 8に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。分離された光信号は、 それそ れ信号受信部 68によって各光信号が受信 '処理される。

信号受信部 68は、 例えば、 波長帯域ごとに分離された光信号をさらに波長ご との各光信号に分離する WDM力ブラと、 この各光信号を受信 ·処理する受信器 とを備えて構成される。

(第 2の実施形態の作用効果）

このような光通信システムにおいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号 の光パワーが所定の一定範囲内にあるようにするためには、 どのように複数の励 起光の各光パワーを調整するべきか、 実験を行った。

図 6は、 実験系の構成を示す図である。

図 7は、 SMFの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。

図 8は、 N Z—D S Fの場合における励起光別のラマン増幅を示す図である。 図 9は、 各励起光の光パワー比別のラマン増幅を示す図である。

図 7および図 8の縦軸は、 dBm単位で表示した光ファイバから射出される光 の光パワーであり、 横軸は、 nm単位で表示した波長である。 図 9の縦軸は、 d Bm単位で表示した光パワーであり、 横軸は、 nm単位で表示した波長である。 実験系について、 説明する。

図 6において、 32個の送信器 （以下、 「OS」 と略記する。 ） 81で生成さ れた光信号は、 WDM力ブラ 83に入射され、 波長多重される。 OS 81で生成 された 32個の光信号は、 その各波長が I TU— Tの勧告に従い 0. 8nm間隔 で C— b andに設定される。 同様に、 32個の 0 S 82および WD M力ブラ 8 4は、 0. 8 nm間隔で L一 b andに設定される 32波の WDM方式光信号を 生成する。 これら C— b andの 32波 WDM方式光信号おょぴ L一 b a n dの 32波 WDM方式光信号は、 それそれ光増幅器 86、 87で増幅される。 増幅さ れた各 WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 88に入射され波長多重されて、 2波 長帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 10 0 kmの光ファイバ 89に入射される。 本実験では、 光ファイバ 89は、 SMF の場合および NZ—D S Fの場合について実験した。

なお、 C— b andは、 波長 1530 ηπ！〜 1570 nmであり、 L一 b an dは、 波長 1570 ηπ！〜 1610 nmである。

一方、 2個の半導体レーザ （以下、 「LD」 と略記する。 ） 94から射出され た各レーザ光は、 力ブラ 93で合波され、 WDM力ブラ 92に入射される。 各 L D 94は、 波長 1430 nmのレーザ光を発振する。 同様に、 LD 96から射出 された波長 1480 nmの各レ一ザ光は、 力ブラ 95で合波され、 WDM力ブラ 92に入射される。 LD 94、 9 6は、 フアブリ一 'ぺロ型半導体レーザであり、 波長を安定化していない。 したがって、 モードホッピング （mode hopping) など が生じている。

WDMカプラ 92は、 これら 1430 nmのレーザ光と 1480 nmのレーザ 光とを波長多重する。 多重されたレーザ光は、 2波長を含む励起光として、 WD M力ブラ 90に入射される。

光ファイバ 89に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 入射された端 とは反対側の端から WDM力ブラ 90を介して 2波長の励起光が供給され、 ラマ ン増幅される。 C一 b a ndに設定された各光信号は、 主に 1430 nmのレ一 ザ光によってラマン増幅され、 L— b andに設定された各光信号は、 主に 14 80 nmのレーザ光によってラマン増幅される。

ラマン増幅された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 光スペクトルアナライザ (以下、 「0SA」 と略記する。 ） 91に入射され、 この光信号のスペクトルが 計測される。

この実験系は、 送信局 51と中継局 54-1、 および、 中継局 54-1と中継局 5 4-2などの 1中継区崮を模擬している。 そして、 複数の波長帯域として、 C— b andおよび L一 b andが設定された。 複数の励起光を供給する励起光源は L D 94および LD 96が対応し、 帯域検出部は 0 S A 91が対応し、 帯域調整部 は LD 9 s 96を駆動する駆動回路 （不図示） が対応する。

まず、 実験は、 光ファイバ 8 9を SMFとし、 光信号が光ファイバ 8 9に入射 される際の光パワーを 1チャネル当たり + 5 dBmZc h. とし、 光信号のチヤ ネル数および励起光の供給条件を種々変えて行われた。以下、チャネルを「ch.」 と略記する。 各条件は、 チャネル数が 64個で励起光を供給した場合 （参） 、 チ ャネル数が 64個で励起光を供給しない場合 （X) 、 チャネル数が C— b and の 32個で励起光を供給した場合 （▲) 、 チャネル数が L— b andの 32個で 励起光を供給した場合（園）、 チャネル数が 1個で励起光を供給した場合（◊)、 および、 チャネル数が 1個で励起光を供給しない場合 （口） である。 励起光は、 LD 94- 1、 94-2、 L D 96 - 1、 96 -2に各 800 mAの駆動電流を供給して 発振させた。

この結果を図 7に示す。

次に、 実験は、 光ファイバ 89を NZ— DSFとし、 光信号が光ファイバ 89 に入射される際の光パワーを 1チャネル当たり + 0 dBm/c h. とし、 光信号 のチャネル数および励起光の供給条件を変えて行われた。 各条件は、 チャネル数 が 64個で励起光を供給した場合 （會）、 チャネル数が 64個で励起光を供給し ない場合（x)、チャネル数が C— b andの 32個で励起光を供給した場合（▲)、 チャネル数が C— b andの 32個で励起光を供給しない場合 ※） 、 チャネル 数が L— b andの 32個で励起光を供給した場合 （画）、 および、 チャネル数 が L一 bandの 32個で励起光を供給しない場合 （網掛けの〇） である。 励起 光は、 LD94-1、 94-2、 L D 96 - 1、 96 -2に各 800 mAの駆動電流を供 給して発振させた。

この結果を図 8に示す。

これら図 7および図 8から分かるように、 2波長帯域の W D M方式光信号は、 光ファイバ中で励起光によって増幅されるが、 L— bandの 32波 WDM方式 光信号の方が、 C一 bandの 32波 WD M方式光信号に較べ、大きく増幅され、 両者間に光パワーの偏差が見られる。 すなわち、 波長帯域間で利得偏差が生じて いる。

これは、 ラマン利得係数の波長依存性と短波長側の光信号が長波長側の光信号 に対する励起光となっているからであると考えられる。

次に、 波長帯域間の利得偏差を解消すべき実験を行った。

実験は、 LD 94の発振波長を 1440 nmに変更し、 この LD 94に供給さ れる駆動電流を各 800mAに固定し、 一方、 LD 96に供給される駆動電流を 変化させた。 この駆動電流は、 0 mA ( X)、 100mA (令）、 200 mA (園）、 300mA (▲)、 400mA ） 、 500 mA ( ） 、 600mA ( + ) の ように変化させた。 光ファイバ 89は、 NZ— DSFであり、 光信号の 1チヤネ ル当たりの入射光パワーは、 +0dBm/ch. である。

この結果を図 9に示す。 '

図 9から分かるように、 上述の実験系および実験条件の下では、 LD 96の駆 動電流を各 300mAにした場合に、 波長帯域間の偏差が最も小さくなる。

なお、 この場合における短波長側の励起光の光パワー （力ブラ 93から射出さ れるレーザ光の光パワー） は、 +21. 5dBm、 長波長側の励起光の光パワー (力ブラ 95から射出されるレーザ光の光パワー） は、 +19. 4dBmであつ た。

そして、 光ファイバ 89を SMFに代え、 光信号の 1チャネル当たりの入射光 パワーを +5 dBm/ch. にして、 同様な実験を行った。 その結果、 短波長側 の励起光の光パワーが + 21. 5 d Bm、長波長側の励起光の光パワーが + 20. 4dBmである場合に、 波長帯域間の偏差が最も小さくなつた。

ここで、 L D 94の発振波長を変更したのは、 1430 nmよりも 1440 n m方が、 ここでは、 実験結果を示さないが、 より波長帯域間の利得偏差が小さく なるからである。 これは、 図 2から分かるように、 ラマン利得係数が最大値の前 後で特性曲線が非対称であるためと考えられる。

この実験結果から、 帯域検出部 72の波長帯域ごとに検出される検出結果に基 づいて、 複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の一定範囲内 にあるように、 帯域調整部 73で複数の励起光の各光パワーを調整することによ つて、 波長帯域間の偏差を光通信システムが要求する所定の範囲内にすることが できる。

光通信システムが要求される精度によっては、 図 9に示す各 LD 96に 200 mA供給する場合や、 400mA供給する場合でも、 実用上問題のない場合もあ る。

なお、 実験は、 特定の条件について行ったが、 光通信システムに合わせて条件 を変えて実験を行うことは、 もちろん、 可能である。

また、 第 2の実施形態では、 複数の励起光の各光パワーは、 帯域検出部 72の 検出結果に基づいてフィードバック制御したが、 局間の光伝送路 52の種類、 伝 送距離および光信号の入射光パヮーに応じて予め上述と同様に実験し、 実験結果 によって各励起光の光パワーを決定し、 光通信システムの初期設定の際に設定す るようにしてもよい。

さらに、 光伝送路 52の種類、 伝送距離および光信号の入射光パワーを種々変 更して予め上述と同様な実験を行い、 様々なパターンのデ一夕をテ一ブルとして 用意する。 そして、 後方向励起部 63にこのテーブルを格納した記憶部を設け、 光伝送路 52の伝送距離、 光ファイバの種類およびレベルダイヤなどの情報を後 方向励起部 63に与えることによって、 このテーブルから各励起光の光パワーを 選択させるようにしてもよい。

また、 ラマン増幅は、 理論計算することが可能であるから、 実験によらず、 理 論計算することもできる。

(第 2の実施形態のより好ましい形態）

第 2の実施形態における光通信システムでは、 複数の波長帯域は、 C— ban, dと L— bandであり、 複数の励起光は、 波長が 1440 nmである励起光お よび波長が 1485 nmである励起光であることが好ましい。

複数の波長帯域が C— b andおよび L— b andである場合には、 各バンド の波長を考慮すると、 各励起光の波長は、 各波長帯域を効率よくラマン増幅する 観点から、 1440 nmおよび 1485 nmが好適である。

また、 第 2の実施形態における光通信システムでは、 励起光源は、 波長が 14 40 nm、 1450 nmおよび 1485 nmのレーザ光を発振するレーザ光源で あり、 励起光源が設けられる局内に設けられ、 C一 b andの光信号のみを伝送 する場合には波長が 1450 nmのレーザ光を射出させ、 L一 bandの光信号 のみを伝送する場合には波長が 1485 nmのレーザ光を射出させ、 C— b an dおよび L— b a n dの光信号を伝送する場合には波長が 1440 n mおよび 1 485 nmのレーザ光を射出させるように励起光源を制御する制御部をさらに備 えることが好ましい。 光通信システムの運用を考慮すると、 C— b andの光信号のみを伝送したい 場合や L— b andの光信号のみを伝送したい場合や C— b andおよび L— b andの光信号を伝送したい場合がある。 このような場合に、 ラマン利得係数の 波長依存性が非対称であることから、 短波長側の励起波長を変更した方が、 効率 よくラマン増幅することができる。

したがって、 上述の構成では、 光通信システムの運用状態に対応して励起光の 波長を変更することができるから、 効率よく光信号を増幅することができる。 次に、 別の実施形態について説明する。

(第 3の実施形態の構成）

第 3の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

図 10は、 第 3の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 10において、 光通信システムは、 WDM方式光信号を生成する送信局 10 1と、 この生成された WDM方式光信号を伝送する光伝送路 102と、 伝送され た WDM方式光信号を受信 ·処理する受信局 103とを備え、 さらに中継局 10 4が光伝送路 102の途中に必要に応じて 1個または複数個設けられる。

中継局 104は、 後述するように、 光伝送路 102にラマン増幅を生じさせる 励起光を供給する機能、 自局内で光信号を増幅する機能、 および、 WDM方式光 信号から光信号を分岐 '挿入 ·透過する ADM (add/drop multiplexer)機能な どを必要に応じて備える。

送信局 101は、 複数個の 0 S 111、 WD M力ブラ 112、 光増幅器 113 -1および前方向励起部 114-1を備えて構成される。

OS 111は、 WDM方式光信号の各 ch. に対応する光信号を生成する。 例 えば、 LDおよび光変調器を備えて構成される。 LDは、 各 ch. に対応する波 長のレーザ光を発光し、 レーザ光は、 光変調器によって伝送すべき情報に応じて 外部変調される。 各 ch. は、 例えば、 I TU— Tの勧告に従い 0. 8nm間隔 や 0. 4 nm間隔で所定の波長帯域（バンド） に設定される。 OS 111の数は、 WDM方式光信号の ch. 数に相当する数だけ用意され、 例えば、 32波の 0 M方式光信号の場合では、 32個用意される。

各 0 S 111から射出された各光信号は、 WDM力ブラ 112に入射され、 波 長多重されて WDM方式光信号となる。 WDM力ブラ 112としては、 例えば、 干渉フィル夕の 1つである誘電体多層膜フィル夕やアレイ導波路格子形光合分波 器 (arrayed waveguide grating ) などを禾 ij用することができる。

WDM力ブラ 112から射出された WDM方式光信号は、 光を増幅する光増幅 器 113-1に入射される。 光増幅器 113-1は、 集中型の光増幅器であり、 例え ば、 半導体レーザ増幅器や光ファイバ増幅器などが利用される。

光ファイバ増幅器は、 例えば、 希土類元素添加光ファイバ増幅器である。 添加 される希土類元素は、 増幅すべき波長帯域に応じて選択され、 1550 nm波長 帯域の場合には、 エルビウム元素が選択される。 エルビウム元素は、 ラン夕ノィ ドの希土類元素の 1つで、 元素記号 Er、 原子番号 68である。 ランタノイ ドに 属する元素は、 互いに性質が類似している。 他の波長帯域を増幅する希土類元素 として、 ネオジム （Nd、 1060 nm波長帯域、 1300 nm波長帯域） 、 プ ラセォジゥム （Pr、 1300 nm波長帯域） およびヅリウム （Tm、 1450 nm波長帯域） などがある。

光増幅器 113-1の出力光レベルの下限値は、 次段の中継局 104-:^sWDM 方式光信号を認識および再生することができる光レベルで中継局 104-1に伝送 されるように、 光伝送路 102-1の伝送損失および伝送距離などに基づいて決定 される。 光増幅器 113-1の出力光レベルの上限値は、 次段の中継局 104- 1が WDM方式光信号を認識および再生することができないほど、 光伝送路 102-1 で非線形光学現象が生じないように、 光伝送路 102-1の種類に基づいて決定さ れる。 後述される光増幅器 113- 2、 1 13-3、 1 13-4、 · · ·、 113-kも 同様である。

光増幅器 113-1で増幅された WDM方式光信号は、 前方向励起部 114-1に 入射される。 前方向励起部 114- 1は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方 式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-1へ射出される。 また、 その構成は、 後述する前方向励起部 114- 2、 114-3とともに後述する。

前方向励起部 1 14-1から射出された励起光を含む WDM方式光信号は、 送信 局 101の出力として光伝送路 102-1に射出され、 中継局 104-1内の後方向 励起部 115-1に入射される。 一方、 中継局 104-1内の後方向励起部 115-1は、 ラマン増幅するための励 起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この.励起光は、 光伝送路 102-1へ射出 される。 また、 その構成は、 後述する後方向励起部 1 15-2、 115- 3、 · · ·、 115- jとともに後述する。

送信局 101から光伝送路 102-1に送出された WDM方式光信号は、 送信局 101内の前方向励起部 114-1から供給される励起光と中継局 104-1内の後 方向励起部 115-1から供給される励起光とによって、 光伝送路 102-1中でラ マン増幅され、 中継局 104- 1内の後方向励起部 1 15-1に入射される。 したが つて、 光伝送路 102-1を伝送する WDM方式光信号は、 双方向励起される。 後方向励起部 115-1から射出された WDM方式光信号は、 光増幅器 113 - 2 で前述したように所定の光レベルに増幅され、 中継局 104- 1から光伝送路 10 2 - 2に送出される。

光伝送路 102- 2を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104- 2内の後方向 励起部 115- 2に入射される。 後方向励起部 115-2は、 ラマン増幅するための 励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- 2へ射 出される。 したがって、 光伝送路 102-2を伝送する WDM方式光信号は、 後方 向励起される。

後方向励起部 115- 2から射出された WDM方式光信号は、 OADM116に 入射される。 OADM116は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 -透 過する。 OADM116は、 例えば、 力ブラ、 フィル夕および WDMカブラを備 えて構成される。このような構成の OADMでは、入射した WDM方式光信号は、 光を 2つに分配する力ブラに入射される。分配された一方の WDM方式光信号は、 分岐されるべき光信号の受信 ·処理に利用され、他方は、 フィル夕に入射される。 フィル夕は、 WDM方式光信号から分岐 .揷入される光信号を遮断し （reject)、 この遮断された WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射される。 WDM力ブラ は、 この遮断された WDM光信号に挿入すべき光信号を波長多重する。

0 ADM 116から射出された WDM方式光信号は、 中継局 104-2の出力と して光伝送路 102- 3に送出される。

光伝送路 102-3を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104- 3内の後方向 励起部 115- 3に入射される。 後方向励起部 115-3は、 ラマン増幅するための 励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-3へ射 出される。 したがって、 光伝送路 102-2を伝送する WDM方式光信号は、 後方 向励起される。

後方向励起部 115- 3に入射された WDM方式光信号は、 光増幅器 113 -3で 前述したように所定の光レベルに増幅され、前方向励起部 114- 2に入射される。 前方向励起部 1 14-2は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に波 長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102-4へ射出される。

前方向励起部 114-1から射出された WDM方式光信号は、 中継局 104-3の 出力として、 光伝送路 102- 4に射出される。

光伝送路 102-4を伝送した WDM方式光信号は、 中継局 104-4内の光増幅 器 1 13- 4に入射される。 したがって、 光伝送路 102- 4を伝送する WDM方式 光信号は、 前方向励起される。 光増幅器 113- 4で前述したように所定の光レべ ルに増幅され、 前方向励起部 114- 3に入射される。 前方向励起部 1 14-3は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- 5へ射出される。

このように複数の中継局 104を介することによって、 WDM方式光信号は、 多段中継され、受信局 103内の後方向励起部 115- jに入射される。受信局は、 後方向励起部 115 、光増幅器 1 13- k、 WDM力ブラ 117および受信器（以 下、 「OR」 と略記する。 ） 118を備えて構成される。

後方向励起部 115 は、 ラマン増幅するための励起光を WDM方式光信号に 波長合波し、 この励起光は、 光伝送路 102- hへ射出される。

後方向励起部 115-j 'から射出された WDM方式光信号は、 ポストアンプであ る光増幅器.113- kで OR1 18が受信することができる光レベルまで増幅され る。 増幅された WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 117に入射され、 ch. ご とに波長分離される。 各 ch. に対応する光信号は、 それそれ OR 1 18- 1〜1 18- 32に入射される。 OR 118は、入射された光信号を受信 ·処理し、 情報を 取り出す。

ここで、 中継局 104は、 上述の記載から分かるように、 前方向励起部 114 を備えるもの、 後方向励起部 1 15を備えるもの、 前方向励起部 114と後方向 励起部 1 15とを備えるもの、 および、 いずれの励起部を備えないものがある。 次に、 前方向励起部の構成について説明する。

図 11は、 第 3の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。

図 1 1において、 前方向励起部 114は、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 1

32、 138、 ¥0]\ カプラ 133、 ホトダイォード (以下、 「PD」 と略記す る） 135、 136、 137、 139、 アナログ /デジタル変換器 （以下、 「A /D」 と略記する。 ） 140、 141、 142、 144、 光源 143、 メモリ 1

45、 中央処理装置 （以下、 「CPU」 と略記する。 ） 146および制御信号回 路 147を備えて構成される。

前方向励起部 114に入射された WDM方式光信号は、 光学回路間を光学的に 接続するコネクタ 131を介して、力ブラ 132に入射される。力ブラ 132は、 入射した光を 2つに分配して射出する光部品であり、 他の力ブラも同様である。 力ブラとしては、 例えば、 ハーフミラーなどの微少光学素子形光分岐結合器を利 用することができる。

力ブラ 132で分配された一方の WDM方式光信号は、 WDMカプラ 133に 入射され、他方の WDM方式光信号は、 PD 136に入射される。 PD 136は、 光電変換器であって、 受光した光の光パワーに従う電流を発生する。 他の PDも 同様である。 PD 136の出力は、 A/D 141に入力される。 A/D 141は、 他の AZDと同様に、 入力をアナログからディジタルに変換して出力する。 AZ D 141の出力は、 CPU 146に入力される。

また、 光源 143は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 146の信号に基づいてその中から所定の 1波長のレーザ光を射出す る。 このレーザ光が光伝送路 102でラマン増幅を生じさせる励起光であり、 以 下、 励起レーザ光と呼称する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 138に入射 される。 カプラ 138で分配された一方の励起レーザ光は、 ¥0 カプラ133 に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 139に入射される。 PD 139は、 励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 144を介して CPU 146に 入力される。 WDM力ブラ 133は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 （遮断周波数に相当する） は、 WDM方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 133は、 力ブラ 132 から射出された WDM方式光信号と力ブラ 138から射出された励起レーザ光と を波長合波する。 励起レーザ光を波長合波された WDM方式光信号は、 前方向励 起部 114の出力としてコネクタ 134から射出される。

一方、 コネクタ 134が光伝送路 102に接続されていない場合や光伝送路 1 02中のコネクタ 134に近い部分で切断などされている場合では、 励起レーザ 光および WD M方式光信号が反射される。

この反射された励起レ一ザ光は、 0]\[カプラ 133、 カプラ 138を介して PD 137に入射される。 PD 137は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 142を介して CPU 146に入力される。

メモリ 145は、 CPU 146に接続され、 後述される、 光学損傷試験プログ ラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 0 utplslおよび出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テ 一ブル、 各波長人 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路 102がコネクタ 13 1、 134から外れていることを検出するための各所定値 などが格納される。

制御信号回路 147は、 CPU 146に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。 制御信号は、 後述する、 選択変数、 残留励起 光の光パワー、 伝送されている WDM方式光信号の c h. 数、 保守情報、 状態モ 二夕などの光通信システムを運用する上で必要な情報である。

次に、 後方向励起部 115の構成について説明する。

図 12は、 第 3の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。

図 12において、 後方向励起部 115は、 コネクタ 151、 154、 力ブラ 1 56、 WDM力ブラ 152、 PD 155、 157、 158、 A/D 159、 16 1、 162、 光源 160、 メモリ 163、 CPU164および制御信号回路 16 5を備えて構成される。 後方向励起部 115に入射された WDM方式光信号は、 光学回路間を光学的に 接続するコネクタ 151、 WDM力ブラ 152を介して、 力ブラ 153に入射さ れる。

力ブラ 153で分配された一方の WDM方式光信号は、 出力としてコネクタ 1 54を介して射出され、 他方の WDM方式光信号は、 PD 158に入射される。 PD 136は、 この WDM方式光信号を光電変換し、 その出力は、 AZD 162 を介して、 CPU 164に入力される。

一方、 光源 160は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 164の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レーザ光を射 出する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156 で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励 起レーザ光は、 PD 157に入射される。 PD 157は、 励起レーザ光を光電変 換し、 その出力は、 A/D 161を介して CPU 164に入力される。

¥0^カプラ 152は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 （遮断周波数に相当する） は、 WDM方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 152は、 力ブラ 156 から射出された励起レ一ザ光をコネクタ 151に射出する。

一方、 コネクタ 151が光伝送路 102に接続されていない場合や光伝送路 1 02中のコネクタ 151に近い部分で切断などされている場合では、 励起レーザ 光が反射される。 '

この反射された励起レーザ光は、 0^1カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レ一ザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 159を介して CPU 164に入力される。

なお、 コネクタ 154が光伝送路 102に接続されていない場合などを検出す るためには、 PDおよび A/Dを設け、 反射された WDM方式光信号を PDで受 光し、 この PDの出力を A/Dを介して CPU 164に入力させればよい。

メモリ 163は、 CPU 164に接続され、 後述される、 光学損傷試験プログ ラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 0 utplslおよび出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テ 一プル、 各波長え 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路 102がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するための各所定値 などが格納される。

制御信号回路 165は、 CPU 164に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。

(第 3の実施形態の作用効果）

次に、 このような光通信システムの作用効果について説明する。

取扱者は、 光通信システムを設置した際およびラマン増幅するために励起レー ザ光を光伝送路に供給する際に、 光学損傷を試験するために、 まず、 送信局 10 1に適当な光パワーの WDM方式光信号を伝送させ、 CPU164に光学損傷試 験プログラムを起動させる。

ここで、 適当な光パワーは、 後述するレペル P 1の励起レーザ光を光伝送路 1 02に供給した場合に、 各局で WDM方式光信号を検出することが可能なレベル である。

CPU 164は、 メモリ 163に格納されている光学損傷試験プログラムを読 み込み、 このプログラムに基づき以下のように動作する。

図 13は、 光学損傷試験における励起レーザ光の光パワーの時間変化を示す図 である。

図 13において、 CPU164は、 光源 160を光源 160内の LDの緩和振 動周波数と比較して充分に長い時間で発光させ、 励起レーザ光を光伝送路 102 に供給する。 これは、 急激に発光させるとレーザ光の光パワーに過渡振動が生じ たり LDを破損したりする虞があるからである。

CPU 164は、 コネクタ 151や光伝送路 102の光学損傷レベルよりも充 分低いレベル P 1、 例えば、 10 dBm程度の光パワーで励起レーザ光が射出さ れるように光源 160を制御する。

そして、このレベル P 1の場合における WDM方式光信号の光パヮ一を検出し、 検出結果を保持する。 すなわち、 CPU 164は、 PD 158の出力を AZD 1 62を介して受信し、 その出力 Outplslをメモリ 163に格納する。 CPU 164は、 光源 160を最大出力レベル Pmaxにする。 この最大出カレ ベル Pmaxは、 通常運用時の出カレペル Pnomの光パワーよりも大きいレベルで ある。

なお、光学損傷を試験する光パワーは、本実施形態では最大出力レベル Pmaxに したが、 通常運用時の光パワーより大きい光パワーであればよい。 通常運用時の 光パワーで光学損傷が生じないことが確認されれば、 試験目的は、 達成されるか らである。

CPU 164は、 光学損傷が生じるのに充分長い時間、 例えば、 数秒間、 この 最大出力レベル Pmaxで光源 160を駆動する。

CPU 164は、 再び、 レベル P 1で光源 160を駆動する。 そして、 このレ ベル P 1の場合における WDM方式光信号の光パワーを検出し、 検出結果を保持 する。 すなわち、 CPU 164は、 PD 158の出力を A/D 162を介して受 信し、 その出力 Outpls2をメモリ 163に格納する。

CPひ 164は、メモリ 163に格納された出力 Outplslと出力 Outpls2とを比 較する。

CPU 164は、 比較の結果、 出力 Outplslと出力 Outpls2とが許容値の範囲 内で等しい場合には、 光学損傷が生じなかったと判断し、 その旨を表示して、 プ ログラムを終了する。

一方、 CPU164は、 比較の結果、 出力 Outplslと出力 0utpls2とが許容値

)

の範囲内を越えている場合には、光学損傷が生じたと判断し、その旨を警告して、 プログラムを終了する （図 13の破線） 。 この判断は、 例えば、 出力 0utpls2か ら出力 Outplslを引き算することによって判断する場合では、 光学損傷が生じる と、 0から許容値を引いた値よりも大きい負の値となる。 また、 例えば、 出力 0 utplslと出力 0utpls2との比 （出力 OutplsZZ出力 Outplsl) を計算することに よって判断する場合では、 光学損傷が生じると、 1から許容値を引いた値よりも 小さい値となる。 光学損傷が生じた場合では、 光学損傷部分で WDM方式光信号 の光パワーが損失するためである。

このように、 第 3の実施形態の光通信システムは、 生じる可能性のある光学損 傷をラマン増幅を開始する前に生じさせることによって、 通常運用中の光学損傷 を回避することができる。

なお、 前方向励起の場合では、 次段の局内に WDM方式光信号の光パワーを検 出する構成、 例えば、 図 12に示す力ブラ 153、 PD 158および A/D 16 2の構成を設け、 CPU 146は、 次段における WDM方式光信号の光パワーを 制御回線を利用することによって制御信号回路 147を介して受信するようにす れば、 上述と同様に、 光学損傷を試験することができる。

次に、 各前方向励起部 114および各後方向励起部 115が供給する励起光の 波長について説明する。

まず、 励起光は、 複数個の波長、 例えば、 8個の波長が設定される。 この 8個 の波長は、 第 1の実施形態において説明したように、 WDM方式光信号の波長帯 域とラマン利得係数の大きい範囲とがほぼ一致するように設定され、 4番目の波 長入 4 によるラマン利得係数の最大値が WD M方式光信号の波長帯域の中心波長 にほぼ一致するように設定する。 各波長え 1〜人 8の間隔は、 一定に設定される。 また、 図 14 (a) に示すように、 8個の波長に励起光番号を割り当て、 励起光 番号と励起光波長との対応テーブルが用意される。

そして、 光通信システムの運用開始にともない、 各励起光の波長は、 次のよう に、 選択される。 ，

なお、 以下の説明において、 どの構成要素であるかを区別するため、 前方向励 起部および後方向励起部の符号に添えられた添え字と同一の添え字を付す。 例え ば、 中継局 104- 2内の後方向励起部 115-2の CPU 164は、 後方向励起部 115 -2の符号 「115」 に添えられた添え字 「-2」 と同一の添え字 「-2」 を付 し、 CPU 164- 2のように表記する。

まず、 前方向励起部 114-1内の CPU 146-1は、 選択変数に 1を足した値 を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU 146-1は、 励起 光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光番 号に対応する励起光波長を選択する。

ここで、 選択変数は、 励起光番号を選択するために用意された変数であり、 初 期値として、 例えば、 0が設定される。

よって、 CPU146-1は、 0に 1を足した値である 1を 8で割り、 その余り が 1であるから、 対応テーブルを参照して、 励起光番号 1に対応する励起光波長 λΐ を選択する。

CPU 146-1は、 制御信号回路 147-1、 制御回線および制御信号回線 16 5-1を介して、後段の中継局 104-1内の CPU 164 -1に選択変数を送信する。 そして、 後方向励起部 115-1内の CPU 164-1は、 選択変数に 1を足した 値を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU164-1は、 励 起光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光 番号に対応する励起光波長を選択する。

よって、 送信された選択変数の値が 1であるから、 CPU164- 1は、 1に 1 を足した値である 2を 8で割り、 その余りが 2であるから、 対応テ一ブルを参照 して、 励起光番号 2に対応する励起光波長人 2 を選択する。

CPU 164-1は、 制御信号回路 165-1、 制御回線 106および制御信号回 線 165- 2を介して、 後段の中継局 104- 2内の CPU 164 -2に選択変数を送 信する。

以下、 同様にして、 選択変数を制御信号回路 147、 165および制御回線 1 06を介して、 前方向励起部 1 14内の CPU 146および後方向励起部 1 15 内の CPU 164に送信し、 各 CPU 146、 164は、 選択変数に 1を足した 値を励起光波長の数である 8で割り、 その余りを求める。 CPU 146-1は、 励 起光番号と励起光波長との対応テーブルを参照し、 この余りと同一である励起光 番号に対応する励起光波長を選択する。

このようにして、 各局内に備えられた前方向励起部 114および後方向励起部 115の励起光の波長が決定される。 そして、 各前方向励起部 114および各後 方向励起部 115は、 決定された波長で光伝送路 102に励起光を供給する。 よ つて、 WDM方式光信号における或る 1個の光信号に注目すると、この光信号は、 送信局 101から受信局 113まで伝送される間に様々な利得でラマン増幅され る。 そのため、 この光信号は、 たとえ或る局から供給される励起光では極小値の ラマン利得係数で増幅されたとしても、 別の局から供給される励起光では最大値 のラマン利得係数で増幅されることとなる。 したがって、 ラマン増幅された WD M方式光信号における各光信号は、 送信局 101から受信局 1 13まで伝送され る間にほぼ同一の光パヮ一となる。

なお、 第 3の実施形態では、 励起光番号は、 励起光波長の大小の順に割り振つ たが、 図 1 4 ( b ) のように、 ランダムに割り振ってもよい。

そして、 第 3の実施形態では、 励起光の波長の個数は、 8個の場合について説 明したが、 これに限定されるものではない。 任意の個数にすることができる。 最小の個数である 2種類の場合では、 一方の波長は、 この波長の励起光によつ て生じるラマン利得の最初に最大値となる波長が、 他方の波長の励起光によって 生じるラマン利得において最初の最大値後の極小値となる波長とほぼ一致するよ うに設定される。そして、各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5は、 自己が選択した波長を後段の各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5 に通知し、 2個の波長を交互に選択するようにすればよい。

また、 第 3の実施形態では、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 選択変数を用いて上述 の計算によって励起光波長を選択したが、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向 励起部 1 1 5において、 励起光番号の範囲内で乱数を発生させ、 この乱数に対応 する励起光波長を選択するようにしてもよい。

この場合において、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1. 1 5の数だ け励起光波長が用意されている場合では、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 自己が選択 した励起光番号を制御信号回路 1 4 7、 1 6 5および制御回線を介して他局に通 知することによって、 励起光波長が重複されて選択されることを避けることがで ぎる。

また、 この場合において、 各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5 の数だけ励起光波長が用意されていない場合では、 各励起光波長の重複可能な上 限値を示す上限値変数を設け、 C P U 1 4 6、 1 6 4は、 自己が選択した励起光 波長に対応する上限値変数から 1を引いて、 上限値変数を他局に通知することに よって、 平均的に励起光の波長を各前方向励起部 1 1 4および各後方向励起部 1 1 5に割り振ることができる。

さらに、 第 3の実施形態では、 各励起光の波長の間隔は、 一定にしたが、 これ に限定されるものではない。 正規分布など統計的な分布でバラヅクように各励起 光の波長を設定してもよい。 次に、 前方向励起部 114および後方向励起部 115が、 光伝送路 102がコ ネク夕 131、 134、 151から外れたことを検出する作用効果について説明 する。

まず、 前方向励起部 1 14内の CPU 146は、 PD 136の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力されない場合は、 光伝送路がコネクタ 131から外れて いると判断する。 光伝送路がコネクタ 131から外れている場合では、 PD 13 6は、 前方向励起部 114に入射される WDM方式光信号が受光されないから、 PD 136の出力は、 著しく小さい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 131 に接続され、 WDM方式光信号が入射されている場合では、 PD 136は、 この WDM方式光信号が受光されるので、 PD 136の出力は、 大きな値となる。 よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 46は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 131から外れていること を検出することができる。

また、 前方向励起部 1 14内の CPU 146は、 PD 137の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 134から外れてい ると判断する。 光伝送路がコネクタ 134から外れている場合では、 PD 135 は、 励起レーザ光がコネクタ 134で反射され、 反射された励起レーザ光を WD M力ブラ 133およびカプラ 138を介して受光する。 このため、 PD 137の 出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 134に接続される場合で は、 反射が生じないため、 PD 137は、 この励起レーザ光が受光されないので、 PD 137の出力は、 著しく小さい値となる。

よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 46は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 134から外れていること を検出することができる。

以上のように、 コネクタ 131、 134から光伝送路が外れていると判断した 場合には、 CPU 146は、 光源 143が励起レーザ光を射出することを禁止す る。 このようにすることによって、 取扱者が励起レーザ光に暴露されることから 保護することができる。

なお、 光伝送路がコネクタ 134から外れていることの検出は、 図 11におい て、 破線で示す PD 135および AZD 140を設けて行ってもよい。 コネクタ 134で反射される WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 133、 力ブラ 132を 介して、 PD 135に入射される。 そして、 PD 135は、 反射された WDM方 式光信号を光電変換し、 その出力は、 A/D 140を介して CPU146に入力 される。

このため、 前方向励起部 114内の CPU 146は、 PD 135の出力を監視 し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 134から外れ ていると判断することができる。 光伝送路がコネクタ 134から外れている場合 では、 PD 135は、 WDM方式光信号がコネクタ 134で反射され、 この反射 された WDM方式光信号を WDM力ブラ 133および力ブラ 132を介して受光 する。 よって、 PD 135の出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネク 夕 131に接続される場合では、 反射が生じないため、 PD 135は、 この WD M方式光信号が受光されないので、 PD 135の出力は、著しく小さい値となる。 したがって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CP U146は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 134から外れている ことを検出することができる。

一方、 後方向励起部 115内の CPU 164は、 PD 155の出力を監視し、 所定値以上の出力が入力された場合は、 光伝送路がコネクタ 151から外れてい ると判断する。 光伝送路がコネクタ 151から外れている場合では、 PD 155 は、 励起レーザ光がコネクタ 151で反射され、 この反射された励起レーザ光を WDM力ブラ 152および力ブラ 156を介して受光する。 このため、 PD 13 7の出力は、 大きい値となる。 一方、 光伝送路がコネクタ 151に接続される場 合では、 反射が生じないため、 PD 155は、 この励起レーザ光が受光されない ので、 PD 155の出力は、 著しく小さい値となる。

よって、 閾値である所定値を設定し、 この所定値以上であるか否かを CPU 1 64は、 判別することによって、 光伝送路がコネクタ 151から外れていること を検出することができる。

CPU 164は、 コネクタ 151から光伝送路が外れていると判断した場合に は、 光源 160が励起レーザ光を射出することを禁止する。 このようにすること によって、 取扱者が励起レーザ光に暴露されることから保護することができる。 以上のように、 光通信システムは、 光学損傷試験、 励起光の波長選択およびコ ネク夕外れの確認を行った後に、 異常がなかった場合には、 励起レーザ光を光伝 送路 1 0 2に供給し、 ラマン増幅を開始する。

ここで、 一般に、 光増幅器などの光学部品は、 入力側、 出力側、 または、 双方 の光パワーを検出し、 この検出結果に基づいて利得や出力レベルを制御する。 そ して、 光増幅器になどの光学部品は、 出力側に射出される光の反射光を検出する ことによって他の光学部品が接続されていないことを検出する。 第 3の実施形態 において、 前方向励起部 1 1 4および後方向励起部 1 1 5から射出された励起光 が、 光伝送路 1 0 2内でラマン増幅や伝送損失などによって充分に減衰されない でこれら光学部品に入射される場合がある。 このような場合に、 光学部品は、 利 得、 出カレペルおよび非接続の検出などに関し、 誤動作する場合がある。

そこで、 励起光が残留する場合であって前方向励起の場合では、 後段の中継局 内に励起光を遮断するとともに WD M方式光信号を透過する光フィルタ （以下、 「F I L」 と略記する。 ） を光伝送路 1 0 2に接続する。 例えば、 図 1 0に示す ように、 中継局 1 0 4 -3内の前方向励起部 1 1 4 - 2から射出された励起レーザ光 が光増幅器 1 1 3 -4に入射しないように、 光伝送路 1 0 2 -4と光増幅器 1 1 3 -4 との間に F I L 1 1 9 -2が接続される。

一方、 励起光が残留する場合であって後方向励起の場合では、 前段の中継局内 に励起光を遮断するとともに WD M方式光信号を透過する F I Lを光伝送路 1 0 2に接続する。 例えば、 図 1 0に示すように、 中継局 1 0 4 - 2内の後方向励起部 1 1 5 - 2から射出された励起レーザ光が光増幅器 1 1 3 -2に入射しないように、 光伝送路 1 0 2 -2と光増幅器 1 1 3 -2との間に F I L 1 1 9 -1が接続される。 こ のような F I L 1 1 9の遮断波長は、 WD M方式光信号の波長帯域と励起レーザ 光との間に設計される。 ' まだ、 第 3の実施形態において、 このような F I Lから反射される残留励起光 の光パワーを検出して、 励起光の有無の検出や励起光の光パワーの調整に利用す るようにしてもよい。

図 1 5は、 第 3の実施形態における残留励起光検出部を備える中継局の構成を 示す図である。

図 15において、 光伝送路 102を伝送した WDM方式光信号は、 コネクタ 1 51、 後方向励起部 1 15、 WDM力ブラ 171、 エルビウム元素添加光フアイ ノ （以下、 「ED F」 と略記する。 ） 172、 WDM力ブラ 173、 F I L 17 4およびコネクタ 154を介して、 後段の局に伝送されるべく光伝送路 102に 送出される。

また、 LD 176は、 EDF 172を励起するレーザ光を WDM力ブラ 171 を介して供給し、 LD 177は、 ED F 172を励起するレ一ザ光を WDMカブ ラ 173を介して供給する。 EDF 172は、 双方向から励起され、 WDM方式 光信号を集中増幅する。

一方、 後段の局から供給されるラマン増幅の励起レーザ光は、 光伝送路 102 を伝搬し残留励起光として、コネクタ 154を介して F I L 174に入射される。

F I L 174は、 この残留励起光を反射して PD 175に入射させる。 PD 1 75は、 残留励起光を光電変換し、 その出力は、 A/D 178を介して CPU 1 64に入力される。 F I L 174の遮断波長は、 WD M方式光信号の波長帯域と 励起レーザ光との間に設計される。

ここで、 この中継局における後方向励起部 115の構成要素と後段の局におけ る後方向励起部 1 15の構成要素とが共通するので、 区別するため、 符号にこの 中継局の構成要素の場合には 「- a」 を、 後段の局内の構成要素の場合には 「- b」 を付す。

CPU 164- aは、 入力された PD 175の出力を制御信号回路 165- aおよ び制御信号回路 165- bを介して CPU 164- bに送出する。

後段の後方向励起部 115- b内におけるメモリ 163- bの記憶内容として、 通 常運用時の残留励起光の値、 および、 残留励起光の光パワーと最適な励起光の光 パワーとの対応テーブルが追加される。 この対応テ一プルは、 光伝送路 102の スプライス損失を考慮した、 ラマン増幅と励起光の光パワーとを決めるテーブル である。

CPU 164-bは、 受信した値とメモリ .163- bに格納されている通常運用時 の残留励起光の値とを較べ、 受信した値の方が小さい場合には、 光伝送路 102 の異常またはコネクタがはずれていると判断し、 光源 160-bに励起レーザの供 給を停止させる。

このように光源 160-bを制御することによって、 光通信システムを取り扱う 取扱者を励起レーザに暴露されることから保護することができる。

一方、 CPU164-bは、 受信した値の方が大きい場合には、 受信した値に基 づいて対応テ一ブルを参照し、 励起レーザ光を最適に調整する。 このように制御 することによって、 光通信システムは、 光伝送路 102のスプライス損失を実測 して励起レーザ光の光パワーを調整するようにすることができる。

このような中継局は、 例えば、 図 10に示す中継局 104-1の代わりに使用す ることができる。

また、 上述では、 後方向励起の場合について説明したが、 前方向励起の場合に ついても適用することができる。 この場合には、 残留励起光を検出する F I L 1 74、 PD 175および A/D 178の構成を励起光を供給する局に対向する局 内に備え、 その検出結果を制御信号回路を介して受信するようにすればよい。 例 えば、 図 10に示す中継局 104- 4に残留励起光を検出する構成を備え、 中継局 104- 3内の前方向励起部 114-2が、 その検出結果を受信するようにする。 一方、 前述の説明では、 CPU 146、 164は、 光伝送路 102がコネクタ 134、 151から外れているか否かを反射励起光を監視することによって判断 している。 図 10の光伝送路 102-1のように双方向励起の場合であって各励起 光の波長間隔が少ない場合では、 WDM力ブラ 133、 152によって、 自局が 供給した励起光の反射励起光と対向局が供給した励起光の残留励起光とを分離す ることが困難な場合がある。 このような場合には、 図 16に示す前方向励起部 1 17および後方向励起部 118を光通信システムに利用するとよい。

図 16は、 第 3の実施形態における励起光に低周波を重畳する場合の構成を示 す図である。

図 16において、 前方向励起部 117は、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 1 38、 WDM力ブラ 133、 帯域通過フィル夕 （以下、 「； BPF」 と略記する。 ） 180、 181、 182、 PD 137、 139、 A/D 183、 184、 186、 光源 185、 メモリ 187、 CPU 188および制御信号回路 147を備えて構 成される。

前方向励起部 117に入射された WDM方式光信号は、 コネクタ 133、 WD M力ブラ 133およびコネクタ 134を介して、 光伝送路 102に送出される。 一方、 光源 185は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 188の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レーザ光を射 出する。 さらに、 光源 185は、 低周波 fl の小振幅でこの励起レーザ光を直接 に強度変調する。 小振幅で変調するのは、 ラマン増幅の利得が励起光の光パワー に依存するため、 大振幅で強度変調すると安定にラマン増幅することが困難にな るからである。 射出された励起レ一ザ光は、 力ブラ 138に入射される。 力ブラ 138で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 133に入射され、 他 方の励起レーザ光は、 ； PD 139に入射される。 PD 139は、 励起レーザ光を 光電変換し、 その出力は、 BPF 182および AZD 144を介して CPU 18 8に入力される。 この BPF 182の通過帯域は、 周波数： fl を通過させ、 周波 数 f2 を遮断するようにカットオフ周波数が設定される。

WDM力ブラ 133は、 光合分波器であり、 波長帯域を分ける波長は、 WDM 方式光信号の波長帯域と励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 133は、 WDM方式光信号と励起レーザ光とを波長合波する。

一方、 コネクタ 134が光伝送路 102に接続されていない場合などでは、 励 起レーザ光および WDM方式光信号が反射される。

この反射された励起レーザ光は、 ¥0^4カプラ 133、 力ブラ 138を介して PD 137に入射される。 PD 137は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 BPF 180および A/D 183を介して CPU 188に入力され る。 さらに、 PD 137の出力は、 B P F 181および A/D 184を介して C PU 188に入力される。 BPF 180の通過帯域は、 周波数 f 2 を通過させ、 周波数 fl を遮断するようにカットオフ周波数が設定きれる。 そして、 BPF 1 81の通過帯域は、 BPF 182と同一にカツトオフ周波数が設定される。

メモリ 187は、 CPU 188に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 Outpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テーブル、 各波 長 λΐ 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 周波数 f 1、 f 2、 光 伝送路 102がコネクタ 134から外れていることを検出するための所定値など が格納される。

制御信号回路 147は、 CPU 188に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。

また、 後方向励起部 118は、 コネクタ 151、 154、 力ブラ 156、 WD M力ブラ 152、 PD 155、 157、 158、 BPF 191、 192、 193、 A/D 194, 195、 197、 光源 196、 メモリ 198、 CPU199およ ぴ制御信号回路 165を備えて構成される。

光伝送路 102から後方向励起部 115に入射された WDM方式光信号は、 コ ネク夕 151、 WDM力ブラ 152を介して、 力ブラ 153に入射される。

力ブラ 153で分配された一方の WDM方式光信号は、 出力としてコネクタ 1 54を介して射出され、 他方の WDM方式光信号は、 PD 158に入射される。 PD 136は、 この WDM方式光信号を光電変換し、 その出力は、 A/D 162 を介して、 CPU 199に入力される。

一方、 光源 196は、 互いに波長の異なる 8波のレーザ光を発振することがで き、 CPU 199の信号に基づいてその中から所定の 1波長の励起レ一ザ光を射 出する。 さらに、 光源 196は、 低周波 f2 の小振幅でこの励起レーザ光を直接 に強度変調する。 射出された励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 カブ ラ 156で分配された一方の励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157に入射される。 PD 157は、 励起レ一ザ光 を光電変換し、 その出力は、 BPF 193および A/D 197を介して CPU 1 99に入力される。

WDM力ブラ 152は、 光合分波器であり、 波長帯域を分ける波長は、 WDM 方式光信号の波長帯域と励起レーザ光の波長との間に設計される。 WDM力ブラ 152は、 励起レーザ光をコネクタ 151を介して光伝送路 102に射出する。 一方、 コネクタ 151が光伝送路 102に接続されていない場合などでは、 励 起レーザ光が反射される。 この反射励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152、 力ブラ 156を介して PD 1 55に入射される。 PD 155は、 反射された励起レーザ光を光電変換し、 その 出力は、 BPF 191および A/D 194を介して CPU199に入力される。 さらに、 PD 155の出力は、 BPF 192および A/D 195を介して CPU 199に入力される。 BPF 191の通過帯域は、 周波数 f 2 を通過させ、 周波 数 f 1 を遮断するようにカツ 卜オフ周波数が設定される。 そして、 BPF 192 の通過帯域は、 BPF 193と同一にカツトオフ周波数が設定される。

メモリ 198は、 CPU 199に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0utpls2に関する許容値、 励起光番号と励起光波長との対応テーブル、 各波 長入 1 〜人 8 ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 周波数 f 1、 f 2、 光 伝送路 102がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するための各 所定値などが格納される。

制御信号回路 165は、 CPU 199に接続され、 制御回線 106を介して他 局と制御信号を双方向で通信する。

なお、 上述の前方向励起部 117および後方向励起部 118は、 光源 185、 196を直接変調することによって低周波 fl、 f 2 を重畳したが、 破線で示す ように外部変調器 189、 200を使用して、 低周波を重畳してもよい。 外部変 調器は、 例えば、 磁気光学変調器および電界吸収型光変調器などがある。

このような構成の前方向励起部 117では、 CPU 188は、 自局の励起レー ザ光に重畳された低周波 fl に対応した出力が BPF 182および BPF 181 から得られ、 対向局の励起レーザ光に重畳された低周波 f 2 に対応した出力が B PF 180から得られる。 このため、 CPU 188は、 BPF 182からの出力 を基準に、 BPF 180および BPF 181からの各出力を比較することによつ て、 PD 137に受光されたレーザ光が反射励起レーザ光であるか、 残留励起レ 一ザ光 あるかを判別することができる。 このため、 確実に反射励起レーザ光を 検出することができるから、 CPU 188は、確実に光源 185の作動を禁止し、 取扱者が励起レ一ザ光に曝されることから保護することができる。 そして、 後方向励起部 118では、 CPU 199は、 自局の励起レーザ光に重 畳された低周波 f 2 に対応した出力が BP F 193および BP F 191から得ら れ、 対向局の励起レーザ光に重畳された低周波: Π に対応した出力が BPF 19 2から得られる。 このため、 CPU 199は、 同様に、 PD 155に受光された レーザ光が反射励起レーザ光であるか、 残留励起レーザ光であるかを判別するこ とができるため、 CPU 199は、 確実に光源 196の作動を禁止し、 取扱者が 励起レーザ光に曝されることから保護することができる。

なお、 第 3の実施形態では、 制御信号を光伝送路 102とは別の専用の物理回 線である制御回線 106を使用して、 制御信号回路 147、 165間は、 双方向 で通信したが、 これに限定されるものではない。 例えば、 光通信システムは、 こ の制御信号の光信号をさらに備え、 この光信号を WDM方式光信号に波長多重す ることによって光伝送路 102で伝送するようにしてもよい。 さらに、 光通信シ ステムは、 この制御信号の情報を SDH (synchronous digital hierarchy ) に おけるオーバーへヅド （over head ) 内の未定義領域を用いて送信してもよい。 次に、 別の実施形態について説明する。

(第 4の実施形態の構成）

第 4の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

第 4の実施形態における光通信システムは、 図 5に示す光通信システムと同様 に、 2波長帯域の WDM方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された この光信号を伝送する光伝送路と、 伝送したこの光信号を受信処理する受信局と を備え、 光伝送路の間に複数の中継局が設けられる。 各波長帯域は、 C一 ban dおよび L— bandである。

中継局に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後方向励起部に入射さ 'れる。 後方向励起部の構成ついては、 後述する。 後方向励起部から射出された 2 波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射され、 各波長帯域ごとに分 離される。 分離された C— b andの WDM方式光信号は、 C一 bandを増幅 することができる光増幅器、 例えば、 波長 1480 nmおよび 980 nmの励起 光で励起されるエルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅 された C一 b andの WDM方式光信号は、 WD M力ブラに入射される。 同様に、 分離された L— bandの WDM方式光信号は、 L_bandを増幅 することができる光増幅器、 例えば、 波長 1480 nmの励起光で励起されるゲ インシフト ·エルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅さ れた L一 b andの WDM方式光信号は、 WD M力ブラに入射される。

これら WDM力ブラに入射された各バンドの WDM方式光信号は、 波長多重さ れて、 再び、 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 そして、 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後段の局に伝送されるべく、 光伝送路に送出される。

ここで、 上述の説明では、 中継局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を集中増 幅する場合について説明したが、 第 2の実施形態において説明したように、 中継 局は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 ·透過する OADMを備えても よい。

次に、 後方向励起部の構成について説明する。

図 17は、 第 4の実施形態にお.ける後方向励起部の構成を示す図である。

図 17において、後方向励起部に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 151、 WDM力ブラ 152および力ブラ 153を介して、 力ブラ 21 1に入射される。

力ブラ 211に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 2つに分配され る。 分配された 2波長帯域の WDM方式光信号の一方は、 コネクタ 154を介し て、 後方向励起部から上述の WDM力ブラに射出され、 他方は、 OSA212に 入射される。

OSA212は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号のスぺクトル、すなわち、 波長とこの波長における光パワーとを測定する。 測定結果は、 CPU214に出 力される。

一方、 光源 160は、 CPU 214の信号に基づいて所定波長の励起レーザ光 を射出する。 励起レーザ光は、 各波長帯域の WDM方式光信号をラマン増幅する ことができるように、 波長 1450 nmおよび 1485 nmである。 射出された 励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156で分配された一方の 励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157で光電変換され、 その出力は、 A/D 161を介して CPU214に入力 される。

WDM力ブラ 152は、 2波長帯域の光を合分波する光合分波器であり、 波長 帯域を分ける波長 （遮断周波数に相当する） は、 2波長帯域の WDM方式光信号 の最短波長と励起レーザ光の波長との間に設計される。 例えば、 1505 nmや 1510 nmや 15 15 nmなどに設計される。 WDMカプラ 152は、 カプラ 156から射出された励起レーザ光をコネクタ 151を介して光伝送路に射出さ れる。

一方、 コネクタ 151が光伝送路に接続されていない場合や光伝送路中で断線 などしている場合では、 励起レーザ光が反射される。

この反射された励起レ一ザ光は、 ¹^0^[カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 A/D 159を介して CPU214に入力される。

メモリ 213は、 CPU 214に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するため の各所定値などが格納される。

ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。

制御信号回路 165は、 CPU214に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。

(第 4の実施形態の作用効果）

光学損傷試験、 および、 光伝送路がコネクタ 151から外れているか否かの監 視は、 第 3の実施形態と同様であるので、 その説明を省略する。 この光通信シス テム 、光学損傷試験を行うことにより運用中の光学損傷を回避することができ、 コネクタ外れを監視することにより取扱者が励起レーザ光に曝らされることから 保護することができる。

次に、 各励起光の光パワーの設定について説明する。 まず、 送信局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を送出する。 そして、 各後方 向励起部の CPU214は、 短波長側の励起光、 すなわち、 波長 1450 nmの 励起レーザ光が定常運用時として設定されている光パワーで射出されるように、 光源 209を制御する。

CPU214は、 0 S A212の出力から C一 b andの 1 ch. 当たりの光 パワー Pc および L一 b andの 1 c h. 当たりの光パワー PL をそれぞれ計算 する。

自局に入射された C一 b andおよび L一 b andの各 c h. 数は、 制御回線 を介して制御信号から取得する。 特に、 光通信システムが OADMを備えている 場合には、 ch. 数が増減する場合があるので、 各局に制御回線を使用して、 各 バンドの cti. 数を通知する必要がある。

CPU 214は、 PL から Pc を引いた Psub を計算し、 この Psubが所定の 許容値以下であるか否かを判断する。 この許容値は、 光伝送路中でラマン増幅さ れた 2波長帯域の WDM方式光信号がどの程度平坦であるか否かを決める値であ り、 小さい値ほど平坦性が確保される。

CPU 214は、 Psub が負の値でである場合では PL く Pcであるから、 長 波長側の励起光、 すなわち、 波長 1485 nmの励起レーザ光の光パワーが増加 するように、 光源 209を制御する。

CPU 214は、 Psubが許容値より大きい値でである場合では PL >Pc で あるから、 波長 1485 nmの励起レーザ光の光パワーが減少するように、 光源 209を制御する。

CPU 214は、 再び、 OSA212の出力から Pc および PL をそれそれ計. 算し、 Psub を計算する。 そして、 CPU214は、 上述と同様に、 Psub と許 容値とを比較し、 Psub が許容値以下になるように波長 1485 nmの励起レー ザ光の光パワーを調整する。

CPU 214は、 Psubが許容値以下になった場合の波長 1485 nmの励起 レーザ光の光パワーを PD 157の出力から取り込み、 その出力値を目標値とし てメモリ 213に格納する。

そして、 CPU 2 14は、 光通信システムの運用中は、 このメモリ 213に格 納された目標値を参照して、 ごの目標値となるように光源 209を制御する。 このように各波長の励起レーザ光の光パヮ一を制御することによって、 第 4の 実施形態における光通信システムは、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WDM方式光 信号をほぼ平坦にすることができる。 すなわち、 波長帯域間の利得偏差を所定の 許容値の範囲内でほぼ無くすことができる。

以上のように、 '光通信システムは、 コネクタ外れの確認および各励起光の光パ ヮ一の調整を行った後に、 励起レーザ光を光伝送路 102に供給し、 ラマン増幅 を開始する。

なお、 第 4の実施形態では、 短波長側の励起光の光パワーを一定にして、 長波 長側の励起光の光パワーを調整することによって、 波長帯域間の利得偏差を抑制 したが、 長波長側の励起光の光パワーを一定にして、 短波長側の励起光の光パヮ —を調整してもよい。

また、 第 4の実施形態では、 Psubを計算することによって制御したが、 PLを Pc で割った PL /Pc を計算することによって制御するようにしてもよい。 次に、 別の実施形態について説明する。

(第 5の実施形態の構成）

第 5の実施形^は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

第 5の実施形態における光通信システムは、 図 5に示す光通信システムと同様 に、 2波長帯域の WDM方式光信号を生成する送信局と、 送信局から送出された この光信号を伝送する光伝送路と、 伝送したこの光信号を受信処理する受信局と を備え、 光伝送路の間に複数の中継局が設けられる。 各波長帯域は、 C— ban dおよび L一 b andである。

中継局に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後方向励起部に入射さ れる。 後方向励起部の構成ついては、 後述する。 後方向励起部から射出された 2 波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM力ブラに入射され、 各波長帯域ごとに分 離される。 分離された C一 b andの WDM方式光信号は、 エルビウム添加光フ アイバ増幅器に入射され、 増幅される。 増幅された C一 bandの WDM方式光 信号は、 WDM力ブラに入射される。 同様に、 分離された L— bandの WDM 方式光信号は、 ゲインシフト ·エルビウム添加光ファイバ増幅器に入射され、 増 幅される。 増幅された L一 b andの WDM方式光信号は、 WDM力プラに入射 される。

これら WDM力ブラに入射された各バンドの WDM方式光信号は、 波長多重さ れて、 再び、 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 そして、 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 後段の局に伝送されるべく、 光伝送路 送出される。

ここで、 上述の説明では、 中継局は、 2波長帯域の WDM方式光信号を集中増 幅する場合について説明したが、 第 2の実施形態において説明したように、 中継 局は、 WDM方式光信号から光信号を分岐 ·挿入 ·透過してもよい。

次に、 後方向励起部の構成について説明する。 '

図 18は、 第 5の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。

図 18において、後方向励起部に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 15 1、 WDM力ブラ 152および力ブラ 153を介して、 力ブラ 21 1に入射される。

力ブラ 21 1に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、.2つに分配され る。 分配された 2波長帯域の WDM方式光信号の一方は、 コネクタ 154を介し て、 後方向励起部から上述の WDM力ブラに射出され、 他方は、 WDM力ブラ 2 52に入射きれる。

WDM力ブラ 252は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号を各波長帯域ごと に、 すなわち、 C— b andおよび L— b andに分離する。

分離された C一 b andの WDM方式光信号は、 PD 253に入射され、 光電 変換される。 PD 253の出力は、 A/D 255を介して、 CPU 258に入力 される。 一方、 分離された L— b andの WDM方式光信号は、 PD 254に入 射され、 光電変換される。 PD 254の出力は、 AZD 256を介して、 CPU 258に入力される。 よって、 PD 253は、 C— b andの WDM方式光信号 における光パワーを計測し、 PD 256は、 L— b andの WDM方式光信号に おける光パワーを計測する。

一方、 光源 160は、 CPU 258の信号に基づいて所定波長の励起レーザ光 を射出する。 励起レーザ光は、 各波長帯域の WDM方式光信号をラマン増幅する ことができるように、 波長 1450 nmおよび 1485 nmである。 射出された 励起レーザ光は、 力ブラ 156に入射される。 力ブラ 156で分配された一方の 励起レーザ光は、 WDM力ブラ 152に入射され、 他方の励起レーザ光は、 PD 157で光電変換され、 その出力は、 A/D 161を介して CPU 258に入力 れる。

WDM力ブラ 152の波長帯域を分ける波長.（遮断周波数に相当する） は、 2 波長帯域の WDM方式光信号の最短波長と励起レーザ光の波長との間に設計され る。 WDM力ブラ 152は、 力ブラ 156から射出された励起レーザ光をコネク 夕 151を介して光伝送路に射出される。

一方、 コネクタ 151が光伝送路に接続されていない場合や光伝送路中で断線 などしている場合では、 励起レーザ光が反射される。

この反射された励起レーザ光は、 01^1カプラ 152、 力ブラ 156を介して PD 155に入射される。 PD 155は、反射された励起レーザ光を光電変換し、 その出力は、 AZD 159を介して CPU 258に入力される。

メモリ 257は、 CPU 258に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レ一ザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 151、 154から外れていることを検出するため の各所定値な 'が格納される。

ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。

制御信号回路 165は、 CPU 258に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。

(第 5の実施形態の作用効果）

第 5の実施形態における後方向励起部では、 第 4の実施形態における後方向励 起部に対し、 0SA212の代わりに WDM力ブラ 252、 PD253、 254 および A/D 255、 256の構成を使用する点で相違する。

すなわち、 第 4の実施形態では、 各バンドの l ch. 当たりの光パヮ一は、 0 S A 212の出力に基づいて計算されるが、 第 5の実施形態では、 PD 253お よび PD 254の出力に基づいて計算される点で相違するだけで、 他の作用効果 は、 第 4の実施形態と同様なので、 その説明を省略する。

ここで、 上述したように WDM力ブラ 252が各バンドごとに 2波長帯域の W DM方式光信号を分離するから、 PD 253が受光する光は、 C— bandの W DM方式光信号であり、 PD 254が受光する光は、 L一 bandの WDM方式 光信号である。 このため、 CPU 258は、 PD 253からの出力を C一 ban dの ch. 数で割ることによって Pc を計算することができる。 そして、 CPU 258は、 PD 254からの出力を L一 bandの ch. 数で割ることによって PL を計算することができる。

したがって、 第 5の実施形態における光通信システムは、 各波長の励起レーザ 光の光パヮ一を制御することによって、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WDM方式 光信号をほぼ平坦にすることができる。

次に、 別の実施形態について説明する。

(第 6の実施形態の構成）

第 6の実施形態は、 本発明にかかる光通信システムの実施形態である。

第 6の実施形態は、 前方向励起する点で、 後方向励起する第 4および第 5の実 施形態と相違する。

図 18は、 第 6の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。

図 18において、 光通信システムは、 送信局 301と、 送信局 301から送出 された複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路 302と、 光伝送路 302か ら射出される光信号を受信する受信局 303と、 光伝送路 302中に 1箇所以上 設けられる中継局 304とを備えて構成される。

送信局 301内の C— b and信号生成部 311-cは、 C— b andの WDM 方式光信号を生成し、 この C— b andの WDM方式光信号を WDM力ブラ 31 2に射出する。 同様に、 送信局 301内の L一 band信号生成部 311- Lは、 L-b andの WD M方式光信号を生成し、 この L一 bandの WD M方式光信 号を WDMカプラ 312に射出する。

このような C一 b and信号生成部 311 -cおよび L一 b a n d信号生成部 3 11-Lは、 例えば、 図 6に示す OS 81、 82、 WDM力ブラ 83、 84および 光増幅器 87、 86を備えて構成することができる。

各バンドの WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 312で波長多重され、 2波長 帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WDM方式光信号は、 励起レ —ザ光を供給する前方向励起部 314-1に入射され、 励起レーザ光とともに光伝 送路 302-1に送出される。 光伝送路 302-1をラマン増幅されながら伝送した 2波長帯域の WDM方式光信号は、 中継局 304-1内の帯域検出部 31· 5-1に入 射される。

帯域検出部 315-1は、 励起レーザ光によって増幅された光信号の光パワーを 各バンドごとに検出する。 そして、 帯域検出部 315-1は、 検出結果を前方向励 起部 314-1に送信する。 .

これら前方向励起部 314-1および帯域検出部 315-1の構成については、 後 述する。

帯域検出部 315-1から射出された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM 力ブラ 316-1に入射され、 各波長帯域ごとに分離される。 分離された各 WDM 方式光信号は、 それそれ光増幅器 317-cl、 317-L1 に入射され、 増幅され る。 増幅された各 WDM方式光信号は、 WDM力ブラ 318-1に入射され、 波長 多重されて、 再び 2波長帯域の WDM方式光信号となる。 この 2波長帯域の WD M方式光信号は、 前方向励起部 314- 2を介して後段の中継局 304- 2に送出す ベく光伝送路 302- 2に送出される。

以下、 2波長帯域の WDM方式光信号は、 中継局 304で同様に処理されて多 段中継され、 受信局 303内の帯域検出部 315 -qに入射される。

帯域検出部 315 -qから射出された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 WDM 力ブラ 321に入射され、 各バンドごとに分離される。 分離された各バンドの W DM方式光信号は、 それそれ C一 b and信号受信部 322-cおよび L— b an d信号受信部 322-Lによって各光信号が受信 '処理される。

次に、 前方向励起部 314および帯域検出部 315の構成について説明する。 図 19は、 第 6の実施形態における前方向励起部の構成を示す図である。 図 20は、 第 6の実施形態における後方向励起部の構成を示す図である。 図 19において、 前方向励起部 314の構成は、 図 11に示す前方向励起部 1 14に対し、 WDM力ブラ 133の代わりに WDM力ブラ 331を使用し、 光源 143の代わりに光源 332を使用し、 メモリ 145の代わりにメモリ 333を 使用し、 CPU 146の代わりに CPU 334を使用することを除き、 その構成 が同一であるので説明を省略する。

ここで、 光源 332は、 互いに波長の異なる 3波のレーザ光を発振することが でき、 CPU 334の信号に基づいてその中から所定の 2波長のレーザ光を射出 する。 このレーザ光が光伝送路 302で C一 b andの WDM方式光信号および L— bandの WD M方式光信号をラマン増幅する励起レーザ光である。

WDM331の波長帯域を分ける波長 （遮断周波数に相当する） は、 2波長帯 域の WDM方式光信号の波長帯域と光源 332が射出することができる励起レー ザ光の波長との間に設計される。 例えば、 光源 332が波長 1440 nm、 14 50 nmおよび 1485 nmの励起レーザ光を射出することが可能である場合に は、 波長 1485 nmと C— b andの最短波長である 1530 nmの間の波長 dk £される。

メモリ 333は、 CPU 334に接続され、 光学損傷試験プログラム、 レベル P 1の励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 レベル P 2の 励起レーザを射出させるための駆動電流値および素子温度、 出力 Outplslおよび 出力 0 utpls2に関する許容値、各励起レ一ザ光ごとの駆動電流値および素子温度、 および、 光伝送路がコネクタ 131、 134から外れていることを検出するため の各所定値などが格納される。

ここで、 レベル P1 およびレベル P2 は、 1450 nmと 1485 nmの励起 レーザ光の合計された光パワーの場合である。

一方、 図 20において、 帯域検出部 315は、 コネクタ 351、 353、 カブ ラ 352、 WDMカプラ 354、 PD355、 356、 A/D 357、 358、 CPU 359および制御信号回路 360を備えて構成される。

帯域検出部 315に入射された 2波長帯域の WDM方式光信号は、 コネクタ 3 51、 カプラ 352を介して、 コネクタ 353.から射出される。

力ブラ 352は、 2波長帯域の WDM方式光信号の一部を WDM力ブラ 354 に分配する。 WDM力ブラ 354は、 この 2波長帯域の WDM方式光信号を各波 長帯域ごとに、 すなわち、 C一 b andおよび L一 b andに分離する。

分離された C— b andの WDM方式光信号は、 PD 355に入射され、 光電 変換された出力は、 A/D 357を介して CPU 359に入力される。 一方、 分 離された L— b andの WDM方式光信号は、 PD 356に入射され、 光電変換 された出力は、 AZD 358を介して、 CPU 359に入力される。 よって、 P D 355は、 C_b andの WDM方式光信号における光パワーを計測し、 PD 356は、 L— bandの WDM方式光信号における光パワーを計測する。

制御信号回路 360 、 CPU 359に接続され、 制御回線を介して他局と制 御信号を双方向で通信する。

(第 6の実施形態の作用効果）

このような光通信システムでは、 WDM力ブラ 352が各バンドごとに 2波長 帯域の WDM方式光信号を分離するから、 PD 355が受光する光は、 C— ba ndの WDM方式光信号であり、 PD 356が受光する光は、 L— bandの W DM方式光信号である。 このため、 CPU 359は、 PD 355からの出力を C 一 bandの ch.数で割ることによって Pcを計算することができる。そして、 CPU359は、 PD356からの出力を L— b a n dの c h . 数で割ることに よって PL を計算することができる。

CPU359は、 この Pcおよび PL を制御信号回路 360、 制御回線および 制御信号回路 147を介して、前方向励起部 314内の CPU 334に送信する。 なお、 Pc および PL を計算することなく、 各バンドの WDM方式光信号の光 パヮ一をそのまま CPU 334に送信するようにし、 CPU 334が Pcおよび PL を計算するようにしてもよい。

よって、 CPU 334は、 第 4および第 5の実施形態と同様に、 光源 332か ら射出される各波長の励起レーザ光における光パワーを制御することによって、 ラマン増幅後の 2波長帯域の WD M方式光信号をほぼ平坦にすることができる。 なお、 第 4ないし第 6実施形態において、 前方向励起部や後方向励起部から射 出された励起光が、 光伝送路内で充分に減衰されない場合がある。 このような場 合に、 光増幅器などの光学部品は、 利得、 出カレペルおよび非接続の検出などに 関し、 誤動作する場合がある。 そこで、 励起光が残留する場合であって前方向励起の場合では、 後段の中継局 内に励起光を遮断するとともに WDM方式光信号を透過する F I Lを光伝送路に 接続する。 一方、 後方向励起の場合では、 前段の中継局内にかかる F I Lを光伝 送路に接続する。 このような F I Lの遮断波長は、 2波長帯域の WDM方式光信 号の波長帯域と励起レーザ光との間に設計される。

また、 第 4ないし第 6の実施形態において、 第 3の実施形態において図 15を 用いて説明したように、 このような F I Lから反射される残留励起光の光パワー を検出して、 励起光の有無の検出や励起光の光パワーの調整に利用するようにし てもよい。 ここで、 残留励起光の光パワーの検出部は、 残留励起光が波長帯域の 数に対応する数の励起レーザ光が含まれるから、 F I Lで反射される残留励起光 を WDM力ブラでそれそれを分離し、 各々 PDで受光するように構成する。 次に、 本発明に好適な光源について説明する。

(第 1の構成例）

図 22は、 光源の第 1の構成例を示す図である。

図 22において、 第 1の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 LD406で発振され、 ファイバーブラッグ反射グレー ティング （以下、 「FBG」 と略記する。 ） 407および力ブラ 408を介して 射出される。

FBG407は、 反射中心波長が LD 406に発振させたい波長に設定され、 反射率が 10パ一セント以下に設定される。 この FBG407を備えることで L D 406の発振波長が固定される。

LD 406の駆動電流は、 LD駆動回路 405から供給され、 ディジタル/ァ ナログ変換器 （以下、 「E>/A」 と略記する。 ） 404を介して CPU 400で 制御される。

CPU400は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LD 406の素子温度を制御する。 温度検出器 41 0は、 サーミス夕や熱電対などの測温素子であり、 ベース基板 415に密着して 備えられ、 その出力は、 A/D 409を介して CPU400に出力される。 温度 調整器 403は、 ペルチェ素子などの熱源であり、 ベース基板 415に密着して 備えられる。 その駆動電流は、 D/A401を介して CPU400で制御される 温度調整器駆動回路 402から供給される。

力ブラ 408は、 励起レーザ光の一部を PD 412に入射させる。 PD412 は、 この一部の励起レーザを光電変換し、 その出力は、 A/D411を介して C PU400に入力される。 CPU400は、 この P D 412からの出力に基づい て励起レーザ光の射出の有無を検出し、 さらに、 LD 406の出力を調整する。 このような第 1の構成例の光源は、 所定の 1波長の励起レーザ光を射出するの に好適であるから、 第 1の実施形態の光源に適用可能である。 また、 このような 光源を複数用意することによって、 第 2、 および、 第 4ないし第 6の実施形態の 抗原に適用可能である。 なお、 これらの場合では、 図 22の CPU400は、 各 実施形態の 214、 258、 334に相当する。 そして、 CPU400の制御プ ログラムおよび設定値などは、 各実施形態におけるメモリに蓄積される。

(第 2の構成例）

図 23は、 光源の第 2の構成例を示す図である。

図 23において、 第 2の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 チューナブル半導体レーザ （以下、 「t-LD」 と略記す る。 ） 421で発振され、 力ブラ 422、 アイソレータ （以下、 「I SO」 と略 記する。 ) 423および力ブラ 408を介して射出される。

t-LD 421は、 その駆動電流および素子温度を変更することによって発振波 長を変更することができるレーザ素子である。 例えば、 波長可変分布反射型半導 体レーザや波長可変分布帰還型半導体レーザや多量子井戸半導体レーザなどがあ る。 t-LD 421の駆動電流は、 LD駆動回路 405から供給され、 D/A40 4を介して CPU431で制御される。

CPU431は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LD 421の素子温度を制御する。 測温素子である 温度検出器 410は、 ベース基板 432に密着して備えられ、 その出力は、 A/ D 409を介して CPU400に出力される。 熱源である温度調整器 403は、 ベース基板 432に密着して備えられる。 その駆動電流は、 D/A401を介し て CPU 431で制御される温度調整器駆動回路 402から供給される。 力ブラ 422は、 t-LD421から射出されるレーザ光の一部をフアブリ一 · ぺロェ夕ロンフィルタ （以下、 「ETフィル夕」 と略記する） 425および; PD 427に分配する。 PD 427は、 受光したレーザ光をその光パワーに従う電流 に光電変換し、 その出力は、 A/D 429を介して CPU431に入力される。 ETフィル夕から射出されたレーザ光は、 PD 426で光電変換され、 その出力 は、 A/D429を介して CPU431に入力される。

ETフィル夕の FSR (free spectral range ) の半分が t-LD421の最短 発振波長と最長発振波長との間隔よりも長く設定される。 そして、 光透過率が、 発振させたい複数の波長ごとに割り当てられる。 すなわち、 各波長に対応する目 標値が、 光透過率の肩 （2極値間の曲線） に配置される。

CPU431は、 PD 426および PD 427の出力に基づいて、 ETフィル 夕の光透過率を計測し、 この計測値が、 所望の波長に対応する光透過率となるよ うに t-LD 421の素子温度を制御する。こうして、 t- LD 421の発振波長が、 所望の波長に制御される。

I S0421は、 一方向にのみ光を透過する光部品であり、 装置内における各 光部品の接続部などからの反射光が何処までも伝搬するのを防止し、 特に、 反射 光による t- LD421の不安定性を解消する。

CPU431は、 力ブラ 408で分配された励起レーザ光の一部を PD 412 および A/D411によって検出することによって、 励起レーザ光の有無を検出 し、 さらに、 t-LD 421の出力を調整する。

このような第 2の構成例の光源は、 複数の波長の励起レーザ光を安定的に射出 することができるから、 第 1および第 3の実施形態の光源に適用可能である。 ま た、 このような光源を複数個用意することによって、 第 2、 および、 第 4ないし 第 6の実施形態の光源に適用可能である。 なお、 これらの場合では、 図 23の C P U 431は、 各実施形態の CPU146、 164、 214、 258、 334に 相当する。 そして、 CPU431の制御プログラムおよび設定値などは、 各実施 形態におけるメモリに蓄積される。

(第 3の構成例）

図 24は、 光源の第 3の構成例を示す図である。 図 24において、 第 3の構成例の光源は、 光伝送路中で伝搬する光をラマン増 幅する励起レーザ光は、 LDアレイ部 440から射出され、 半導体レーザ増幅器 (以下、 「S OA」 と略記する。 ） 443、 I S 0423および力ブラ 408を 介して射出される。 '

LDアレイ部 440は、 互いに発振波長の異なる 8個の LD 441および WD M力ブラ 442を備えて構成され、 各 LD441から射出されるレーザ光は、 W DM力ブラ 442で波長多重されて LDアレイ部 440の出力として射出される _c LD.アレイ部 440の駆動電流は、 LD駆動回路 445から供給され、 どの LD 44.1に駆動電流を供給すべきかは、 DZA404を介して CPU448で制御 される。 したがって、 LDアレイ部 440は、 CPU448の制御によって、 1 波長のレーザ光または複数の波長を含むレーザ光を射出することができる。

なお、 本構成例では、 8個の場合について説明するが、 任意の個数でよい。 CPU448は、 温度検出器 410の出力に基づいて温度調整器 403の駆動 電流を制御することによって LDアレイ部 440の温度を制御する。 測温素子で ある温度検出器 410は、 ベース基板 449に密着して備えられ、 その出力は、 A/D 409を介して CPU448に出力される。 熱源である温度調整器 403 は、 ベース基板 449に密着して備えられる。 その駆動電流は、 DZA401を 介して CPU 448で制御される温度調整器駆動回路 402から供給される。

S OA443は、 LDアレイ部 440から射出されるレーザ光を所定の光パヮ —まで増幅する。 その駆動電流は、 D/A447を介して CPU448で制御さ れる SO A駆動回路 446から供給される。

CPU448は、 力ブラ 408で分配された励起レ一ザ光の一部を PD 412 および A/D41 1によって検出することによって、 励起レーザ光の有無を検出 し、 さらに、 S OA443の利得を調整する。

このような第 3の構成例の光源は、 1波長のレーザ光または複数の波長を含む レーザ光を射出することができるから、 第 1ないし第 6の実施形態の光源に適用 可能である。 なお、 これらの場合では、 図 24の CPU448は、 各実施形態の CPU146、 164、 214、 258、 334に相当する。 そして、 CPU 4 48の制御プログラムおよび設定値などは、 各実施形態におけるメモリに蓄積さ れる。

なお、 図 11、 図 12、 図 17、 図 18、 図 20および図 21に破線で示すよ うに、 前方向励起部、 後方向励起部および帯域検出部分離において、 光伝送路に 組み込まれる第 1ュニットと、 励起光を供給する第 2ュニットとに分けられるよ うにしてもよい。 例えば、 前方向励起部 114では、 コネクタ 131、 134、 力ブラ 132、 135、 138、 WDM力ブラ 133および PD 135、 136、 137、 139の第 1ユニットと、 A/D 140、 141、 142、 144、 光 源 143、 メモリ 145、 CPU 146および制御信号回路 147の第 2ュニヅ トとに分離することができるように分ける。 このように分離可能にすることによ つて、 必要に応じてラマン増幅を行うュニットを光通信システムの設置後に増設 することができる。 産業上の利用の可能性

以上説明したように、 本発明にかかる光通信システム、 励起光供給方法およ び分布型ラマン増幅装置は、 ほぼ平坦な利得波長特性でラマン増幅することがで きる。 そして、 光通信システムを扱う取扱者の安全を確保することができる。 さ らに、 運用中の光学破損を回避することができる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 送信局と、

前記送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、

前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、

前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、

前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 2個の局に設け られ、 前記光伝送路に励起光を供給する励起光源とを備え、

前記各励起光の波長が 2種類以上であること

を特徴とする光通信システム。

( 2 ) 前記光伝送路のラマン利得波長特性において、 前記各励起光のうちの 1 個の励起光によって生じるラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最 大値となる波長を増幅すべき増幅波長帯域の中心波長に一致させた場合に、 前記 各励起光の波長のうちの最短波長と最長波長との間隔は、 前記増幅波長帯域の間 隔と一致すること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 3 ) 前記波長は、 第 1波長および第 2波長の 2種類であり、

前記第 2波長は、 前記第 2波長の励起光によって生じる第 2ラマン利得が現れ 始める波長から長波長側で最初に最大値となる波長が、 前記第 1波長の励起光に よって生じる第 1ラマン利得が現れ始める波長から長波長側で最初に最大値とな つた後の極小値となる波長とほぼ一致するように設定されること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 4 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に、 該 励起光を遮光する遮光手段を前記光伝送路にさらに設けること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 5 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に設け られ、 該励起光の残留励起光の光パワーを検出する残留光検出手段と、

該励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果が所定 の一定範囲内にあるように該励起光の光パワーを調整する調整手段と、 前記検出結果を前記残留光検出手段から前記調整手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 6 ) 前記励起光が供給される局と該励起光の進行方向で対向する局内に設け られ、 該励起光の残留励起光の光パワーを検出する残留光検出手段と、

該励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果が所定 値以下である場合に該励起光の供給を止める停止手段と、

前記検出結果を前記残留光検出手段から前記停止手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 7 ) 前記励起光が供給される局内に設けられ、 前記光信号の光パワーを検出 する光信号検出手段と、

前記光信号検出手段の検出結果が所定の一定範囲外である場合に該励起光の供 給を止める停止手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 8 ) 前記励起光が供給される局内に設けられ、 前記励起光の反射励起光の光 パワーを検出する反射光検出手段と、

前記反射光検出手段の検出結果が所定値以上である場合に該励起光の供給を止 める停止手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 9 ) 前記励起光に低周波を重畳する重畳手段をさらに備え、

前記停止手段は、 さらに前記低周波を検出して前記励起光であることを確認す

*Qし と

を特徴とする請求項 8に記載の光通信システム。

( 1 0 ) 前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって 増幅された光信号の光パワーを検出する検出手段と、

前記励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に 供給した場合における前記検出手段の第 1検出結果と、 前記第 1光パワーより大 きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合における前記検出手段の第 2検出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停 止手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1に記載の光通信システム。

( 1 1 ) 送信局と、

前記送信局から送出された光信号を伝送する光伝送路と、

前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、

前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、

前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 1個の局に設け られ、 前記光伝送路に励起光を供給する励起光源と、

前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって増幅され た光信号の光パワーを検出する検出手段と、

前記励起光が供給される局内に設けられ、 第 1光パワーの励起光を光伝送路に 供給した場合における前記検出手段の第 1検出結果と、 前記第 1光パワーより大 きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給した場合における前記検出手段の第 2検出結果とを較べて、 所定の範囲より小さい場合に、 励起光の供給を止める停 止手段とを備えること

を特徴とする光通信システム。

( 1 2 ) 送信局と、

前記送信局から送出された複数の波長帯域の光信号を伝送する光伝送路と、 前記光伝送路から射出される前記光信号を受信する受信局と、

前記光伝送路中に 1箇所以上設けられる中継局と、

前記送信局、 前記受信局および前記中継局の中から少なくとも 1個の局に設け られ、 前記複数の波長帯域に対応する複数の励起光を前記光伝送路に供給する励 起光源と、

前記励起光の励起方法に対応して局内に設けられ、 該励起光によって増幅され た光信号の光パワーを前記複数の波長帯域ごとに検出する帯域検出手段と、 前記励起光源が設けられる該局内に設けられ、 前記帯域検出手段の検出結果に 基づいて、 前記.複数の波長帯域ごとに検出される光信号の光パワーが所定の一定 範囲内にあるように、 前記複数の励起光の各光パワーを調整する帯域調整手段と を備えること

を特徴とする光通信システム。

(13) 前記複数の波長帯域は、 C— bandと L— bandであり、 前記複数の励起光は、 波長が 1440 nmである励起光および波長が 1485 nmである励起光であること

を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。

( 14 ) 前記励起光源は、 波長が 1440 nm、 1450 nmおよび 1485 nmのレーザ光を発振するレーザ光源であり、

前記励起光源が設けられる局内に設けられ、 C— b a n dの光信号のみを伝送 する場合には波長が 1450 nmのレーザ光を射出させ、 L— bandの光信号 のみを伝送する場合には波長が 1485 nmのレーザ光を射出させ、 C— b an dおよび L一 b andの光信号を伝送する場合には波長が 1440 nmおよび 1 485 nmのレーザ光を射出させるように該励起光源を制御する制御手段をさら に備えること .

を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。

(15) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対向 する局内に、 該複数の励起光を遮光する遮光手段を前記光伝送路にさらに設ける ことを

特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。

(16) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対向 する局内に設けられ、 該複数の励起光の各残留励起光の光パワーをそれそれ検出 する残留光検出手段と、

該複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果 が所定の一定範囲内にあるように該複数の励起光の光パワーをそれそれ調整する 調整手段と、

前記検出結果を前記残留光検出手段から前記調整手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 12に記載の光通信システム。

(17) 前記複数の励起光が供給される局と該複数の励起光の進行方向で対 向する局内に設けられ、 該複数の励起光の各残留励起光の光パワーをそれそれ検 出する残留光検出手段と、

該複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記残留光検出手段の検出結果 が所定値以下である場合に該複数の励起光の供給を止める停止手段と、

前記検出結果を前記残留光検出手段から前記停止手段まで送信する検出結果送 信手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。

( 1 8 ) 前記複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記光信号の光パヮ —を検出する光信号検出手段と、

前記光信号検出手段の検出結果が所定の一定範囲外である場合に該複数の励起 光の供給を止める停止手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。

( 1 9 ) 前記複数の励起光が供給される局内に設けられ、 前記複数の励起光の 反射励起光の光パワーを検出する反射光検出手段と、

前記反射光検出手段の検出結果が所定値以上である場合に該複数の励起光の供 給を止める停止手段とをさらに備えること

を特徴とする請求項 1 2に記載の光通信システム。

( 2 0 ) 第 1光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 1ステップと、 前記第 1光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 2ス テツプと、 . 前記第 1光パワーより大きい第 2光パワーの励起光を光伝送路に供給する第 3 ステップと、

前記第 2光パワーの励起光でラマン増幅された光の光パワーを検出する第 4ス テヅプと、

前記第 4ステップの検出結果が前記第 2ステップの検出結果に較べて、 所定の 範囲より小さい場合に、 励起光の供給先が異常である旨を警告する第 5ステップ とを備えること

を特徴とする、 前記光伝送路でラマン増幅する励起光を供給する励起光供給方 法。 ' ( 2 1 ) ^記励起光の供給先が異常である旨を警告した場合に、 前記励起光の 供給を停止する第 6ステップをさらに備えること

を特徴とする請求項 2 0に記載の励起供給方法。

( 2 2 ) 第 1波長帯域の光信号を励起する第 1励起光を所定値で光伝送路に供 給する第 1ステップと、

第 1波長帯域の光信号の光パワーを検出する第 2ステツプと、

第 1波長帯域とは異なる第 2波長帯域の光信号の光パワーを検出する第 3ステ ヅプと、

前記第 2ステツプの検出結果と前記第 3ステツプの検出結果とが所定の一定範 囲内にあるように、 前記第 2波長帯域の光信号を励起する第 2励起光を調整する 第 4ステップとを備えること

を特徴とする、 2個の波長帯域に亘る光信号を前記光伝送路でラマン増幅する 励起光を供給する励起光供給方法。

( 2 3 ) 光信号を伝送する光伝送路の少なくとも 2箇所から供給される複数の 励起光であって、 該複数の励起光における波長が 2種類以上あること

を特徴とする分布型ラマン増幅装置。