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JP2003140208A - 光ファイバ伝送システムとラマン利得制御装置、及びラマン利得制御方法 - Google Patents

光ファイバ伝送システムとラマン利得制御装置、及びラマン利得制御方法

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JP2003140208A
JP2003140208A JP2001335653A JP2001335653A JP2003140208A JP 2003140208 A JP2003140208 A JP 2003140208A JP 2001335653 A JP2001335653 A JP 2001335653A JP 2001335653 A JP2001335653 A JP 2001335653A JP 2003140208 A JP2003140208 A JP 2003140208A
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gain
power
value
pumping light
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真章 曽部
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隆 矢野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成ラマン利得プロファイルをモニタするこ
となく維持しつつ、時変する現象に能動的に対応させ
る。 【解決手段】 光ファイバに対し複数の波長の各励起光
の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御
方法において、各励起光の全てによる総パワーに対する
個々の励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の
ラマン利得との関係に基づいて、指定されたラマン利得
の値から、指定した波長範囲内において指定されたラマ
ン利得を実現する各励起光のそれぞれのパワーを算出す
るステップと、光ファイバへ入射する各励起光のパワー
を制御し、各励起光を算出されたそれぞれのパワーによ
り入射するステップを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを用いた広
帯域ラマン増幅の励起光パワー制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】（分布ラマン増幅）光ファイバ伝送路を
用いた通信システムにおいて、分布ラマン増幅(Distrib
uted Raman Amplification : DRA)という技術の商用化
に向けた開発が進んでいる。今日、基幹伝送網に用いら
れている光ファイバは、シリカガラスを母材としてい
る。ラマン増幅とは、このシリカガラスに、信号光と、
信号光より周波数が約13THz高い励起光とを同時に入射
すると、シリカガラスの誘導ラマン散乱現象を介して、
励起光のエネルギーの一部が信号光に移る現象である。
結果として信号光は増幅作用を被る。ラマン増幅による
利得を以下ではラマン利得と呼ぶ。実際のラマン利得は
図１４ような波長依存性を持っている。以下ではこれを
ラマン利得プロファイルと呼ぶ。
【０００３】分布ラマン増幅とは、信号光を伝送する光
ファイバに励起光を入力し、光ファイバ伝送路自体を増
幅媒体としてラマン増幅効果を得る形態である。分布ラ
マン増幅を適用した光ファイバ伝送システムでは、ラマ
ン増幅により伝送路の伝播ロスが補償されるため、伝送
可能な距離を延伸することができる。
【０００４】分布ラマン増幅適用した光ファイバ伝送シ
ステムの例を図１８に示す。各中継局において、伝送路
ファイバ１０に励起光源３０からの励起光がWDMカプラ
２０を介して入力され、これによりラマン増幅効果が得
られる。
【０００５】（ラマン利得効率）ラマン増幅媒体である
光ファイバに、あるパワー(W)の励起光を入力したとき
に発生するラマン利得(dB)を、励起光パワーで規格化し
たものをラマン利得効率(dB/W)と呼ぶ。分布ラマン増幅
ではこの測定が重要であることを以下に説明する。
【０００６】ラマン利得効率は、個々のファイバによっ
て異なる。そもそも基幹伝送網として敷設されている光
ファイバの種類には多種多様な品種があり、それらのモ
ードフィールド径（コア径）、GeO2添加量、水(OH)の吸
収などによってラマン利得効率が左右される。さらにこ
れらのパラメータは光ファイバメーカー、製造時期、さ
らにはロットごとに異なっているのである。
【０００７】もう一つの変動要因は、局舎内ロスであ
る。特に大きな中継局舎では、励起光源の置かれている
部屋から伝送路ファイバまでの間に、数カ所のコネクタ
接続が存在し、それに伴うロスが数dBあることが多い。
分布ラマン増幅を用いない伝送システムでは、この局舎
内ロスも中継器間の区間ロスとして一体にして考えるこ
とができた。しかし分布ラマン増幅では、励起光が伝送
路ファイバに届くまでのロスは特別なロスであり、別
途、仕様を定めなければならない。
【０００８】このように、利得を左右するパラメータが
大きくばらついている既設伝送路において分布ラマン増
幅を行う際には、所望のラマン利得を得るために要する
励起光パワーを事前予測することが困難である。従っ
て、手間と時間のかかる現場調整が必要となる。これを
防ぐには、伝送路光ファイバの特性、中継局舎内の損失
特性といった現場の状態を、ラマン利得効率という形で
測定できればよい。これにより、ある利得を発現させる
のに要する励起光パワーを精度良く予測することが可能
となる。
【０００９】（合成ラマン利得プロファイル）図１４に
示したように、単一の励起波長によるラマン利得プロフ
ァイルがピークを成す帯域は約15nm程度であるので、こ
れより広い帯域を必要とする場合には、図１５のように
複数の異なる波長の励起光を同時に伝送路に入射し、利
得プロファイルを重ね合わせて合成する必要がある。こ
のように複数の励起波長で励起して得られるラマン利得
プロファイルを以下では合成ラマン利得プロファイルと
呼ぶことにする。逆に、単一の励起波長で得られるラマ
ン利得プロファイルを単一波長励起ラマン利得プロファ
イルと呼ぶ。
【００１０】（所望の合成ラマン利得プロファイルを得
る従来の手法）合成ラマン利得プロファイルによって、
所望の波長域に所望の利得を生じさせるためには、どの
波長にどれだけのパワーの励起をするか、という最適化
問題を解く必要がある。最適化が不十分であると、利得
プロファイルが平坦であるべき波長域に利得の凹凸が生
じたり、利得が傾斜したり、不必要な波長域に無駄な利
得が発生したりする。コスト低減の観点からは、励起光
源の数と、全体の励起光パワーをなるべく少なくするよ
うに最適化する必要がある。光源の増加に伴って光源コ
ストの増加のみならず、合波に必要な部品コストや合波
時のパワーロスなどの不経済が生じるためである。
【００１１】この問題は、試行錯誤によって解くことが
できる。例えば図１５の場合、５つの異なる波長の励起
光によって、SMFにおいて約80nmの帯域にわたって7.5dB
の平坦な合成ラマン利得プロファイルを達成している。
ただしこのような試行錯誤による方法は、実験室では可
能なものの、導入現場で行うことは、手間と時間、調整
に要するスキルなどの観点から、現実的ではない。
【００１２】（増幅中継器における出力信号パワー一定
制御の必要性）海底系に比べると、陸上系の伝送システ
ムにおいては、中継器を配置できる場所が限られている
ため、中継局間のファイバロスが一定値に揃うことはま
ずあり得ない。またファイバが天候・気象の影響を受け
やすく、敷設周囲温度などに依存して昼夜や季節のサイ
クルで増減する現象があることが知られている。また、
一つ前の中継器の信号送出パワーにも多少のゆらぎや誤
差がある。これらの結果、中継器に入力される伝送信号
パワーは幅を持つことになる。
【００１３】これに対して増幅中継器では、利得を増減
させて、増幅後の信号パワーすなわち中継出力パワーを
一定に保つような制御を行うのが望ましい。なぜなら、
利得一定で多段中継すると信号レベルが想定外に過少に
なったり過大になったりする恐れがあるからである。増
幅後の信号パワーを一定に保つ制御とは、その中継器の
前の区間のロスを変動分も含めてその中継器で相殺して
元に戻す制御であるので、多段中継システムにおける信
号レベルを安定化することができる。
【００１４】従来の光増幅中継器は、エルビウム添加光
ファイバ増幅器(EDFA: Er-doped optical fiber amplif
ier)で構成されており、エルビウム添加光ファイバへの
励起光パワーなどを加減して信号出力を一定に保つ制御
回路を備えているのが一般的である。ラマン増幅を増幅
中継に適用する場合も、信号出力パワーが一定になるよ
うにラマン利得を動的に変化できるような仕組みが望ま
れる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
所望の合成ラマン利得プロファイルを得るためには、試
行錯誤による励起光パワーの調整を必要としていた。一
方、敷設されている光ファイバのラマン利得効率は各フ
ァイバごとに大きくばらついているため、最適な励起光
パワーも各ファイバごとに異なっており、手間と時間の
かかる現地調整が必要であった。
【００１６】さらに、設置時に励起光パワーを最適に設
定しても、その励起光パワーで固定化されていると、系
の経時変化で最適点から外れる怖れがあった。例えば極
端なケースとして、局間ファイバが断線して予備の局間
ファイバに切り替えるケースがある。また局間ファイバ
が同一でも、局舎内の配線を修正したり、光コネクタの
脱着を行ったりすると局舎内ロスが変化してしまい、最
適な励起光パワーがずれる恐れがある。また前述のよう
に局間ファイバロスの変動や、一つ前の中継器の信号送
出パワーの変動もある。これら時変する現象に対処する
ためには、常に最適な励起光パワーとなるように能動的
に制御する仕組みが必要である。
【００１７】これに対しては例えば、合成ラマン利得プ
ロファイルを光スペクトルアナライザなどでモニタしな
がら、各励起光のパワーを個別に変化させ、試行錯誤に
よって所望のラマン利得プロファイルを得るという方法
が提案されている（例えば、特開2001-007768号公
報）。しかしながら、合成ラマン利得プロファイルをモ
ニタする方法では、信号光がそこに存在しないとモニタ
できないという致命的な欠点がある。顧客によっては初
期投資を抑えるため、波長多重通信システムの初期の多
重チャネル数を必要最低限にし、通信トラフィック需要
の増加に応じてチャネル数を追加増設したいという要求
がある。この場合、チャネルの追加操作は、既存チャネ
ル運用中に既存チャネルに影響を与えることなく実施で
きること、という要求も一緒に出されるのが一般的であ
る。このため、チャネルが未実装の波長域のラマン利得
も十分な精度で制御されている必要があり、合成ラマン
利得プロファイルをモニタして負帰還制御するような手
法は適用困難である。
【００１８】合成ラマン利得プロファイルをモニタせず
とも維持でき、しかも時変する現象に能動的に対応でき
るということは、合成ラマン利得プロファイルを開ルー
プで制御可能であるということである。従来そのような
方法は提案されていなかった。
【００１９】本発明の第１の目的は、上述した従来の問
題点を解消し、指定した利得レベルＧに対して、平坦な
利得プロファイルによりその利得レベルＧを実現するた
めの、複数の異なる周波数の各励起光の励起光パワーを
決定することのできるラマン利得制御装置とラマン利得
制御方法を提供することにある。
【００２０】本発明の第２の目的は、上述した従来の問
題点を解消し、指定された利得レベルＧと利得プロファ
イルの傾きを示す利得傾斜量αに対して、利得傾斜量α
に指定された直線的な傾きの利得プロファイルによりそ
の利得レベルＧを実現するための、複数の異なる周波数
の各励起光の励起光パワーを決定することのできるラマ
ン利得制御装置とラマン利得制御方法を提供することに
ある。
【００２１】本発明の第３の目的は、上述した従来の問
題点を解消し、モデル伝送路における利得プロファイル
を、他の伝送路で再現することのできるラマン利得制御
装置とラマン利得制御方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のラマン利得制御方法は、光ファイバに対しいく
つかの波長の各励起光の同時入射によるラマン利得を制
御するラマン利得制御方法において、各前記励起光の全
てによる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーの
割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及
び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、
指定された前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲
内において前記指定されたラマン利得を実現する各前記
励起光のそれぞれのパワーを算出するステップと、前記
光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御し、
各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーにより
入射するステップを備えることを特徴とする。
【００２３】請求項２の本発明のラマン利得制御方法
は、前記ラマン利得と各前記励起光の全てによる総パワ
ーとの関係、及び前記ラマン利得と各前記励起光の前記
重み付け係数との関係式を算出し、指定した波長範囲内
において指定されたラマン利得Ｇを実現する各前記励起
光のパワーを、前記関係式に前記ラマン利得Ｇを代入す
ることにより算出することを特徴とする。
【００２４】請求項３の本発明のラマン利得制御方法
は、同時入射する前記励起光の波長数をＮ波長とし、前
記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）と、各前記励起光の全てによる
総パワーＰｔ（Ｗ）と、各前記前記励起光λｎ（ｎ＝
１、２、…、Ｎ）の前記重み付け係数Ｄλｎとのそれぞ
れの関係を、Ｐｔ＝Ａ×ＧＤλｎ＝Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ
（ｎ＝１、２、…、Ｎ）、の式により示す各係数Ａ、Ｂ
λｎ、Ｃλｎ（ｎ＝１、２、…、Ｎ）を算出し、指定し
た波長範囲内において指定されたラマン利得Ｇ（ｄＢ）
を実現する各前記励起光λｎのパワーＰλｎ（Ｗ）（ｎ
＝１、２、…、Ｎ）を、Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×（Ｂλｎ×Ｇ
＋Ｃλｎ）（ｎ＝１、２、…、Ｎ）、の式に前記ラマン
利得Ｇ（ｄＢ）を代入することにより算出することを特
徴とする。
【００２５】請求項４の本発明のラマン利得制御方法
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御方法に
おいて、各前記励起光の全てによる総パワーに対する個
々の前記励起光のパワーが示す割合である重み付け係数
の前記ラマン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラ
マン利得との関係に基づいて、指定された前記ラマン利
得の値と利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲内に
おけるラマン利得の値が、前記指定されたラマン利得の
値を中心とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現
する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出するステッ
プと、前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワー
を制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパ
ワーにより入射するステップを備えることを特徴とす
る。
【００２６】請求項５の本発明のラマン利得制御方法
は、前記ラマン利得と各前記励起光の全てによる総パワ
ーとの関係、及び前記ラマン利得と各前記励起光の前記
重み付け係数との関係式を算出し、指定した波長範囲内
におけるラマン利得の値が、指定されたラマン利得Ｇ
（ｄＢ）の値を中心とする利得傾斜量α（ｄＢ／Ｈｚ）
に指定された傾斜を実現する各前記励起光のパワーを、
前記関係式に前記ラマン利得G(dB)と前記利得傾斜量α
（ｄＢ／Ｈｚ）を代入することにより算出することを特
徴とする。
【００２７】請求項６の本発明のラマン利得制御方法
は、同時入射する前記励起光の個数をＮ個とし、前記ラ
マン利得Ｇ（ｄＢ）と、各前記励起光の全てによる総パ
ワーＰｔ（Ｗ）と、各前記前記励起光λｎ（ｎ＝１、
２、…、Ｎ）の前記重み付け係数Ｄλｎとのそれぞれの
関係を、Ｐｔ＝Ａ×ＧＤλｎ＝Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ（ｎ
＝１、２、…、Ｎ）の式により示す各係数Ａ、Ｂλｎ、
Ｃλｎ（ｎ＝１、２、…、Ｎ）を算出し、予め定められ
た係数Ｅを用いて、指定した波長範囲内におけるラマン
利得の値が、指定されたラマン利得Ｇ（ｄＢ）の値を中
心とする利得傾斜量α（ｄＢ／Ｈｚ）に指定された傾斜
を実現する各前記励起光λｎのパワーＰλｎ（Ｗ）を
（ｎ＝１、２、…、Ｎ）、Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×（Ｂλｎ×
（Ｇ＋Ｅ×α／Ｇ）＋Ｃλｎ）、（ｎ＝１、２、…、
Ｎ）、の式に前記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）と前記利得傾斜
量α（ｄＢ／Ｈｚ）を代入することにより算出すること
を特徴とする。
【００２８】請求項７の本発明のラマン利得制御方法
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御方法に
おいて、モデル伝送路において、指定した波長範囲内に
おいて指定したラマン利得を実現する各前記励起光のそ
れぞれのパワーの値を得るステップと、前記モデル伝送
路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入
射によるラマン利得効率の値のを得るステップと、各前
記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路におけ
る前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパワー
に、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマン利
得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路におけ
る前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛けた値
を算出するステップと、前記適用先の伝送路へ入射する
各前記励起光のパワーを制御し、各前記励起光を前記算
出されたそれぞれの値のパワーにより入射するステップ
を備えることにより、前記適用先の伝送路において、指
定した前記波長範囲内において、前記モデル伝送路と同
じ前記指定したラマン利得を実現することを特徴とす
る。
【００２９】請求項８の本発明のラマン利得制御方法
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御方法に
おいて、モデル伝送路における、各前記励起光の全てに
よる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す
割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及
び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、
指定された前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲
内において前記指定されたラマン利得を実現する各前記
励起光のそれぞれのパワーを算出するステップと、前記
モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記
励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを指定
するステップと、各前記励起光のそれぞれに対して、前
記モデル伝送路における前記求めるラマン利得を実現し
た当該励起光のパワーに、当該励起光の前記モデル伝送
における前記ラマン利得効率の値が、当該励起光の前記
適用先の伝送路における前記ラマン利得効率の値の何倍
かを表す比を掛けた値を算出するステップと、前記適用
先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを制御し、
各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値のパワーに
より入射するステップを備えることにより、前記適用先
の伝送路において、指定した前記波長範囲内において、
前記指定されたラマン利得を実現することを特徴とす
る。
【００３０】請求項９の本発明のラマン利得制御方法
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御方法に
おいて、モデル伝送路における、各前記励起光の全てに
よる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す
割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及
び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、
指定された前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値とか
ら、指定した波長範囲内におけるラマン利得の値が、前
記指定されたラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜
量に指定された傾斜を実現する各前記励起光のそれぞれ
のパワーを算出するステップと、前記モデル伝送路と適
用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入射によ
るラマン利得効率の値のデータを指定するステップと、
各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
おける前記指定されたラマン利得の値を中心とする前記
利得傾斜量に指定された傾斜を実現した当該励起光のパ
ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
た値を算出するステップと、前記適用先の伝送路へ入射
する各前記励起光のパワーを制御し、各前記励起光を前
記算出されたそれぞれの値のパワーにより入射するステ
ップを備えることにより、前記適用先の伝送路におい
て、指定した前記波長範囲内において、前記指定された
ラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定され
た傾斜を実現することを特徴とする。
【００３１】請求項１０の本発明のラマン利得制御方法
は、前記指定した波長範囲内におけるラマン利得を、開
ループで制御することを特徴とする。
【００３２】請求項１１の本発明のラマン利得制御方法
は、指定された前記ラマン利得の値と前記利得傾斜量の
値に基づいて、前記指定した波長範囲内における前記ラ
マン利得とその値の傾斜を、開ループで制御することを
特徴とする。
【００３３】請求項１２の本発明のラマン利得制御方法
は、前記指定した波長範囲内における前記ラマン利得
を、必要とされるラマン利得の値となるように、モニタ
結果と目標値を比較しその差分を負帰還することによ
り、閉ループで各前記励起光のパワーを制御することを
特徴とする。
【００３４】請求項１３の本発明のラマン利得制御方法
は、前記指定した波長範囲内における前記ラマン利得と
その値の傾斜の少なくとも一方を、必要とされるラマン
利得の値とその傾斜量となるように、モニタ結果と目標
値を比較しその差分を負帰還することにより、閉ループ
で各前記励起光のパワーを制御することを特徴とする。
【００３５】請求項１４の本発明の光ファイバ伝送シス
テムは、送信端局からの信号光を信号伝送路である光フ
ァイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝送シス
テムにおいて、前記送信または受信端局、または中継局
に、いくつかの波長の各励起光の同時入射することによ
りラマン利得を制御する利得制御装置を備え、前記利得
制御装置は、各前記励起光の全てによる総パワーに対す
る個々の前記励起光のパワーが示す割合である重み付け
係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総パワーと前
記ラマン利得との関係に基づいて、指定された前記ラマ
ン利得の値から、指定した波長範囲内において前記指定
されたラマン利得を実現する各前記励起光のそれぞれの
パワーを算出し、前記光ファイバへ入射する各前記励起
光のパワーを制御し、各前記励起光を前記算出されたそ
れぞれのパワーにより入射することを特徴とする。
【００３６】請求項１５の本発明の光ファイバ伝送シス
テムは、送信端局からの信号光を信号伝送路である光フ
ァイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝送シス
テムにおいて、前記送信または受信端局、または中継局
に、いくつかの波長の各励起光の同時入射することによ
りラマン利得を制御する利得制御装置を備え、前記利得
制御装置は、各前記励起光の全てによる総パワーに対す
る個々の前記励起光のパワーが示す割合である重み付け
係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総パワーと前
記ラマン利得との関係に基づいて、指定された前記ラマ
ン利得の値と利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲
内におけるラマン利得の値が、前記指定されたラマン利
得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を
実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出し、前
記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
より入射することを特徴とする。
【００３７】請求項１６の本発明の光ファイバ伝送シス
テムは、送信端局からの信号光を信号伝送路である光フ
ァイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝送シス
テムにおいて、前記送信または受信端局、または中継局
に、いくつかの波長の各励起光の同時入射することによ
りラマン利得を制御する利得制御装置を備え、前記利得
制御装置は、モデル伝送路において、指定した波長範囲
内において求めるラマン利得を実現する各前記励起光の
それぞれのパワーのデータを指定し、前記モデル伝送路
と適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入射
によるラマン利得効率の値のデータを指定し、各前記励
起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路における前
記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパワーに、
当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマン利得効
率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路における前
記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛けた値を算
出し、前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパ
ワーを制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれ
の値のパワーにより入射することにより、前記適用先の
伝送路において、指定した前記波長範囲内において、前
記モデル伝送路と同じ前記指定したラマン利得を実現す
ることを特徴とする。
【００３８】請求項１７の本発明の光ファイバ伝送シス
テムは、送信端局からの信号光を信号伝送路である光フ
ァイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝送シス
テムにおいて、前記送信または受信端局、または中継局
に、いくつかの波長の各励起光の同時入射することによ
りラマン利得を制御する利得制御装置を備え、前記利得
制御装置は、伝送路における、各前記励起光の全てによ
る総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割
合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び
前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指
定された前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲内
において前記指定されたラマン利得を実現する各前記励
起光のそれぞれのパワーを算出し、前記モデル伝送路と
適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入射に
よるラマン利得効率の値のデータを指定し、各前記励起
光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路における前記
求めるラマン利得を実現した当該励起光のパワーに、当
該励起光の前記モデル伝送における前記ラマン利得効率
の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路における前記
ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛けた値を算出
し、前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワ
ーを制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの
値のパワーにより入射することにより、前記適用先の伝
送路において、指定した前記波長範囲内において、前記
指定されたラマン利得を実現することを特徴とする。
【００３９】請求項１８の本発明の光ファイバ伝送シス
テムは、送信端局からの信号光を信号伝送路である光フ
ァイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝送シス
テムにおいて、前記送信または受信端局、または中継局
に、いくつかの波長の各励起光の同時入射することによ
りラマン利得を制御する利得制御装置を備え、前記利得
制御装置は、モデル伝送路における、各前記励起光の全
てによる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが
示す割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関
係、及び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づ
いて、指定された前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値
とから、指定した波長範囲内におけるラマン利得の値
が、前記指定されたラマン利得の値を中心とする前記利
得傾斜量に指定された傾斜を実現する各前記励起光のそ
れぞれのパワーを算出し、前記モデル伝送路と適用先の
伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入射によるラマ
ン利得効率の値のデータを指定し、各前記励起光のそれ
ぞれに対して、前記モデル伝送路における前記指定され
たラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定さ
れた傾斜を実現した当該励起光のパワーに、当該励起光
の前記モデル伝送における前記ラマン利得効率の値が、
当該励起光の前記適用先の伝送路における前記ラマン利
得効率の値の何倍かを表す比を掛けた値を算出し、前記
適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを制御
し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値のパワ
ーにより入射することにより、前記適用先の伝送路にお
いて、指定した前記波長範囲内において、前記指定され
たラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定さ
れた傾斜を実現することを特徴とする。
【００４０】請求項１９の本発明のラマン利得制御装置
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御装置に
おいて、各前記励起光の全てによる総パワーに対する個
々の前記励起光のパワーが示す割合である重み付け係数
の前記ラマン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラ
マン利得との関係に基づいて、指定された前記ラマン利
得の値から、指定した波長範囲内において前記指定され
たラマン利得を実現する各前記励起光のそれぞれのパワ
ーを算出する手段と、前記光ファイバへ入射する各前記
励起光のパワーを制御し、各前記励起光を前記算出され
たそれぞれのパワーにより入射する手段を備えることを
特徴とする。
【００４１】請求項２０の本発明のラマン利得制御装置
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御装置に
おいて、各前記励起光の全てによる総パワーに対する個
々の前記励起光のパワーが示す割合である重み付け係数
の前記ラマン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラ
マン利得との関係に基づいて、指定された前記ラマン利
得の値と利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲内に
おけるラマン利得の値が、前記指定されたラマン利得の
値を中心とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現
する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出する手段
と、前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを
制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワ
ーにより入射する手段を備えることを特徴とする。
【００４２】請求項２１の本発明のラマン利得制御装置
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御装置に
おいて、モデル伝送路において、指定した波長範囲内に
おいて求めるラマン利得を実現する各前記励起光のそれ
ぞれのパワーのデータを指定する手段と、前記モデル伝
送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の
入射によるラマン利得効率の値のデータを指定する手段
と、各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送
路における前記求めるラマン利得を実現した当該励起光
のパワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記
ラマン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送
路における前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を
掛けた値を算出する手段と、前記適用先の伝送路へ入射
する各前記励起光のパワーを制御し、各前記励起光を前
記算出されたそれぞれの値のパワーにより入射する手段
を備えることにより、前記適用先の伝送路において、指
定した前記波長範囲内において、前記モデル伝送路と同
じ前記求めるラマン利得を実現することを特徴とする。
【００４３】請求項２２の本発明のラマン利得制御装置
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御装置に
おいて、モデル伝送路における、各前記励起光の全てに
よる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す
割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及
び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、
指定された前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲
内において前記指定されたラマン利得を実現する各前記
励起光のそれぞれのパワーを算出する手段と、前記モデ
ル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各前記励起
光の入射によるラマン利得効率の値のデータを指定する
手段と、各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル
伝送路における前記求めるラマン利得を実現した当該励
起光のパワーに、当該励起光の前記モデル伝送における
前記ラマン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の
伝送路における前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す
比を掛けた値を算出する手段と、前記適用先の伝送路へ
入射する各前記励起光のパワーを制御し、各前記励起光
を前記算出されたそれぞれの値のパワーにより入射する
手段を備えることにより、前記適用先の伝送路におい
て、指定した前記波長範囲内において、前記指定された
ラマン利得を実現することを特徴とする。
【００４４】請求項２３の本発明のラマン利得制御装置
は、光ファイバに対しいくつかの波長の各励起光の同時
入射によるラマン利得を制御するラマン利得制御装置に
おいて、モデル伝送路における、各前記励起光の全てに
よる総パワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す
割合である重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及
び前記総パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、
指定された前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値とか
ら、指定した波長範囲内におけるラマン利得の値が、前
記指定されたラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜
量に指定された傾斜を実現する各前記励起光のそれぞれ
のパワーを算出する手段と、前記モデル伝送路と適用先
の伝送路とのそれぞれの、各前記励起光の入射によるラ
マン利得効率の値のデータを指定する手段と、各前記励
起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路における前
記指定されたラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜
量に指定された傾斜を実現した当該励起光のパワーに、
当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマン利得効
率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路における前
記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛けた値を算
出する手段と、前記適用先の伝送路へ入射する各前記励
起光のパワーを制御し、各前記励起光を前記算出された
それぞれの値のパワーにより入射する手段を備えること
により、前記適用先の伝送路において、指定した前記波
長範囲内において、前記指定されたラマン利得の値を中
心とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現するこ
とを特徴とする。
【００４５】
【発明の実施の形態】第１の発明についてその原理と内
容を図面を参照して説明する。
【００４６】従来、ある利得レベル（ラマン利得）で平
坦な合成利得プロファイルを実現するための励起光パワ
ー条件を、試行錯誤などで求めても、その合成利得プロ
ファイルを平坦に保ったまま、利得レベルを容易に可変
する手法がなかったのが問題であった。本発明はこの問
題を解決する手法を提供する。手順は以下のようであ
る。
【００４７】１．ある伝送路において、試行錯誤など何
らかの手法によって数段階の利得レベルＧで平坦な合成
利得プロファイルを形成し、その時の励起光パワーＰ
λｎと利得の大きさ（利得レベル）Ｇの比例関係の係数
を求めておく。
【００４８】２．未測定の利得の大きさＧにおいても、
比例関係から求まる励起光パワーＰ λｎ(W)で励起する
ことによって、平坦な合成利得プロファイルを維持した
まま、無段階に利得を可変することができる。
【００４９】この原理は以下のようである。
【００５０】図１５のように、利得の大きさがＧ(dB)
で、平坦な合成ラマン利得プロファイルを形成した場合
を考える。以下では励起波長λｎ(n=1,2,・・・励起波
長数)の各々の励起光パワーをＰλｎ(W)、全ての励起光
パワーの合計(以下では総励起光パワーと呼ぶ)をＰ
ｔ(W)とする。また、総励起光パワーのうち、波長λｎ
の励起光パワーが占める割合をＤλｎと表す。すなわち Ｐλｎ＝Ｄλｎ×Ｐｔ 式１ である。Ｄλｎは各励起光のパワーをどのような重み付
けで組み合わせるかを決める値なので、以降ではこれを
重み付け変数と呼ぶ。
【００５１】シングルモードファイバー(Single Mode F
iber:SMF)に対して、帯域1530〜1565nm、1575nm〜1610n
m において平坦な５波長励起ラマン利得プロファイル
(励起光波長：1424nm、1437nm、1449nm、1465nm、1494n
m)を形成した場合の、「利得の大きさＧ」対「重み付け
変数Ｄλｎ」、「利得の大きさＧ」対「総励起光パワー
Ｐｔ」の関係を図１６、図１７に示す。これらの関係
は、Ｇ＝3、5、7、9、11dB において、平坦な利得プロ
ファイルが得られるＰλ１〜Ｐλ５の組合せを、試行錯
誤することによって求めた。図１６、図１７からわかる
ように、「利得の大きさＧ」対「重み付け変数
Ｄλｎ」、「利得の大きさＧ」対「総励起光パワー
Ｐｔ」は共に比例関係にある。
【００５２】また、下記の文献で報告されているよう
に、微分方程式を数値的に解く計算シミュレーションに
おいても、「利得の大きさＧ」対「重み付け変数
Ｄλｎ」、「利得の大きさＧ」対「相励起光パワー
Ｐｔ」は、共に比例関係にあることが確認できた。
【００５３】・文献：H. Kidrof, K. Rottwitt, M. Nis
sov, M. Ma, and E. Rabarijaona,"Pump Interactions
in a 100-nm Bandwidth Raman Amplifier", IEEE Photo
n.Technol. Lett., 11, (5), pp. 530-532, 1999 数値シミュレーションには、下記の式２を用いた。
【数１】
【００５４】ここで、Ｐｆ及びＰｂは、それぞれ前方向
光及び後方向光のパワーである。ｚはファイバ中の位置
を、ｖは着目している光周波数を表す。また、α、ｇｒ
及びＡｅｆｆは、それぞれ損失、ラマン利得係数、及び
ファイバの有効コア面積である。
【００５５】従って、「利得の大きさＧ」対「重み付け
変数Ｄλｎ」、「利得の大きさＧ」対「総励起光パワー
Ｐｔ」は、それぞれ次のように一般的に表すことができ
ることが分かった Ｐｔ＝Ａ×Ｇ 式３ Ｄλｎ＝Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ 式４ ここでＡ、Ｂλｎ、Ｃλｎはファイバ種差、個体差を含
む、各ファイバ固有の係数である。式１、式３及び式４
から次式が得られる。 Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×（Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ） 式５
【００５６】従って、Ａ、Ｂλｎ、Ｃλｎの係数を予め
求めておけば、様々な利得の大きさで平坦な合成ラマン
利得プロファイルを形成するために必要な各波長の励起
光パワーを、一つの入力パラメータＧから決定すること
ができる。
【００５７】以下、第１の発明を適用した第１の実施例
を以下に説明する。
【００５８】本発明を要約すると、目的は利得プロファ
イルを保ったまま利得レベルを可変する手法の提供であ
り、その内容は、試行錯誤などによって数段階の利得レ
ベルＧで平坦な合成利得プロファイルを形成し、その時
の各励起波長の励起光パワーＰλｎと利得レベルＧの比
例関係を求めておき、次に任意の利得レベルＧにおい
て、比例関係から励起光パワーＰλｎを逆算することに
よって、平坦な合成利得プロファイルを維持したまま、
利得を可変することができる、というものである。
【００５９】本実施例の構成図を図１に示す。以下の実
施例では、後方励起の分布ラマン増幅の形態で説明す
る。ラマン増幅媒体である伝送路ファイバ１０の一方の
端には信号光源４０を、他方にはラマン励起光源３０を
接続している。励起光源３０を接続している端点をＡ
点、信号光源４０を接続している端点をＢ点と呼ぶ。ま
たＢ端から伝送路ファイバ１０に入射する方向を前方
向、Ａ端から伝送路ファイバ１０に入射する方向を後方
向、と呼ぶ。さらに励起光によってラマン増幅を受ける
波長帯を信号波長帯と呼ぶことにする。
【００６０】Ａ端には、励起波長帯と信号波長帯を合分
波するWDMカプラ２０を接続する。WDMカプラ２０の励起
波長帯ポートには励起光源３０を接続し、信号波長帯ポ
ートには光スペクトラムアナライザ５０を接続する。励
起光はλ1〜λ５をそれぞれ1424nm, 1437nm, 1449nm, 1
465nm, 1494nmの５波長とし、信号波長帯のうち1530.3
〜1562.2nm及び1574.5〜1608.3nmを、平坦な利得を必要
とする波長帯とした。Ｂ端に接続した信号光源４０は15
30.3〜1562.2nmに100GHz間隔で並んだ40波及び1574.5〜
1608.3nmに100GHz間隔で並んだ40波の計80波のWDM光源
である。伝送路ファイバ１０としては80kmのSMFを用い
た。
【００６１】本実施例においては、利得プロファイルは
以下の手法で測定した。まず励起光を出力しない状態
で、光スペクトラムアナライザ５０を信号光波長帯の短
波端から長波端まで掃引し、伝送後の第１のWDM信号ス
ペクトラム（１）を得る。さらに励起光を出力して、伝
送路ファイバにラマン利得を生じさせた状態で光スペク
トラムアナライザを掃引して第２のWDM信号スペクトラ
ム（２）を得る。第２のスペクトラム（２）から第１の
スペクトラム（１）を引き算することで、WDM信号光が
存在する波長帯のラマン利得プロファイルが得られる。
【００６２】次に本実施例の手順を説明する。
【００６３】まず、いくつかの利得レベルＧで平坦な合
成利得プロファイルを試行錯誤によって形成し、その時
の励起光パワーＰλｎを記録した。具体的には、平坦な
合成利得プロファイルを得るために、各波長の励起光パ
ワーを調整しては利得プロファイルを測定し、その結果
を元に各波長の励起光パワーを調整して再度利得プロフ
ァイルを測定し、その試行錯誤を繰り返した。以下では
この作業を励起光パワーの手動最適化と呼ぶ。これによ
って得た合成利得プロファイルを図２に示す。
【００６４】利得レベルＧ＝3, 5, 7, 9, 11 dBで励起
光パワーを手動最適化した時の、各々の励起光パワーを
表１に示す。またそのグラフを図１６、図１７に示す。
図１６は、利得レベルＧに対する総励起光パワーＰｔの
変化、図１７は、利得レベルＧに対する各励起波長の励
起光パワーＰλｎの変化の様子である。
【００６５】このように比例関係が明確に現れるので、
一次関数でフィッティングを行い、式３及び式４のＡ、
Ｂλn、Ｃλnの各係数が表２のように求まった。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】これにより、利得レベルＧを式５に入力し
て求まるＰλｎで励起すれば、常に平坦な合成利得プロ
ファイルが得られるようになる。つまり、平坦性を維持
したまま、利得を無段階に可変することができるように
なる。
【００６９】具体的には、手動最適化で求めた時とは異
なる利得レベルＧ＝2, 4, 6, 8, 10, 12 dBを式５に入
力し、得られた励起光パワーＰλｎ（表３参照）で励起
したときの合成ラマン利得プロファイルを図３に示す。
このように、試行錯誤なしにほぼ理想的に最適化された
平坦な利得プロファイルを得ることができた。
【００７０】
【表３】
【００７１】本発明が意味するところは、利得レベルＧ
という一つのパラメータを入力するだけで、最適化され
た５つの励起波長の励起光パワーを出力する関数を導く
手法を提供したことである。この関数を用いれば所要の
利得レベル発生に必要な最適化された励起光パワーを開
ループで得ることができる。
【００７２】本実施例では、平坦な利得プロファイルを
利得方向に拡大縮小する例を示したが、平坦な利得プロ
ファイルに限らず、ある形状のプロファイルを利得方向
に拡大縮小する場合一般にも、本発明は適用可能であ
る。
【００７３】次に、第２の発明である利得傾斜量を可変
する手法について、その原理と内容を説明する。
【００７４】従来、ある利得レベルで平坦な合成利得プ
ロファイルを実現するための励起光パワー条件を試行錯
誤などで求めても、その利得に直線的な傾斜を生じさせ
る容易な手法がなかったのが問題であった。すなわち、
信号光のレベルが傾斜して入力した場合に、本発明はこ
の問題を解決する手法を提供する。手順は以下のようで
ある。
【００７５】１．第１の発明においてさらに、励起光間
のＳＲＳチルトレベルを表すＧを可変すると、合成利得
プロファイルの利得傾斜量を可変することができる。
【００７６】この原理は以下のようである。
【００７７】平坦な合成ラマン利得プロファイルを形成
しつつ利得を増減したとき、利得の大きさＧと重み付け
変数Ｄλｎとの間には式４のような比例関係がある。こ
のような重み付けの変化は、各励起波長間に生じる誘導
ラマン散乱（Stimulated Raman Scattering :SRS）によ
りパワーチルトが生じることに起因している。ここで図
２、３の横軸Ｇを、本当のラマン利得Ｇではなく、励起
波長間に生じるチルトを制御するパラメータと考える
と、本当のラマン利得Ｇとは別にこのパラメータを加減
することで、直線的な傾きを持つ合成ラマン利得プロフ
ァイルを形成することができる。
【００７８】具体的には、式５の後のＧをＧ＋Ｅ×α／
Ｇに置換して式６を得る。 Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×［Ｂλｎ×（Ｇ＋Ｅ×α／Ｇ）＋Ｃλｎ］ 式６ ここでαは利得傾斜量(dB/THz)、Ｅは系によって決まる
係数である。
【００７９】式６において、α＜０とすると、波長方向
に対して正の傾きを持った合成ラマン利得プロファイル
を、α＞０とすると、波長方向に対して負の傾きを持っ
た合成ラマン利得プロファイルを形成するために必要な
各波長の励起光パワーを求めることができる。
【００８０】このように、様々な利得の大きさで直線的
な傾きを持った合成ラマン利得プロファイルを形成する
ために必要な各励起光のパワーを、２つの入力パラメー
タである利得レベルＧ、利得傾斜量αから決定すること
ができる。
【００８１】第２の発明を適用した第２の実施例を以下
に説明する。
【００８２】本実施例を要約すると、その目的は合成利
得プロファイルに直線的な傾斜を生じさせる容易な手法
の提供であり、内容は、第１の発明においてさらに、励
起光間のＳＲＳチルトレベルを表すＧを可変すると、合
成利得プロファイルの利得傾斜量を可変することができ
るというものである。
【００８３】本実施例は説明の簡便化のため、第１の実
施例の発展形として実施した。伝送路、励起波長、信号
波長帯域などは同一である。そのためＡ、Ｂλn、Ｃλn
の各係数は第１の実施例の表２と同じである。無論、全
く別の伝送路、励起波長、信号帯域を用いても本発明を
問題なく実施できることは言うまでもない。
【００８４】式６において、２つのパラメータである利
得の大きさＧ及び利得傾斜量αを変化させるだけで、様
々な利得の大きさで直線的な傾きを持った合成ラマン利
得プロファイルを形成するために必要な各励起波長の励
起光パワーを求めることができる。本実施例では、利得
の大きさＧを約１０dBとしたときに、信号帯域の端から
端までに±２dB、±４dBの直線的な傾斜を形成した。信
号帯域を周波数で表すと、195.90THzから186.40THzにな
り、差は約-9.5THzである。従って利得傾斜量は、例え
ば短波から長波に向かって２ｄＢの傾斜があるときに、
＋２(dB)／−９．５(THz)＝-0.211(dB/THz)となる。こ
れらの時の励起光パワーを表４に、合成ラマン利得プロ
ファイルを図４に示す。
【００８５】
【表４】
【００８６】特に長波側において、利得形状が直線から
ずれているのは、励起波長数が５波長に限られているこ
とからくる限界であって、手動により試行錯誤で調整し
ても、これ以上に直線に近づける余地はほとんど残って
いない。つまり、本アルゴリズムによって、励起波長間
のＳＲＳチルトは可能な限り補償されている。
【００８７】図４において、得られた利得プロファイル
を一次関数にフィッテイングすることにより、利得傾斜
を定量化し、利得レベルＧで規格化した利得傾斜量（α
／Ｇ）と、利得傾斜設定値（Ｅ×α／Ｇ）との関係を調
べたものが図５である。ここで利得傾斜量αは(dB/THz)
で表記した。利得傾斜量αの絶対値が大きくなる場合に
比例関係からずれているように見えるが、これは上述の
ように、励起波長数が５波長であることによる制限のた
めである。このように、利得レベルＧで規格化した利得
傾斜量と利得傾斜設定値には、ほぼ比例の関係がある。
この比例係数が式６のＥであり、本実施例ではＥ＝−１
４９．６と求まった。
【００８８】予めこの比例係数Ｅを調べておけば、任意
の利得傾斜状態を開ループで得ることができる。
【００８９】次に、第３の発明であるモデル伝送路にお
ける利得プロファイルを、他の伝送路で再現する手法に
ついて説明する。
【００９０】従来、モデル伝送路で試行錯誤などによっ
て得た、ある合成利得プロファイルを実現するための励
起光パワー条件を、ラマン増幅特性が未知の伝送路で再
現する容易な手法がなかったのが問題であった。本発明
はこの問題を解決する手法を提供する。手順は以下のよ
うである。
【００９１】準備：モデル伝送路における各励起波長で
の利得効率Γｍ λｎを測定し、記録しておく。また、試
行錯誤など何らかの手法によって所望の利得レベルで平
坦な合成利得プロファイルを形成し、その時のＰλｎを
記録しておく。
【００９２】１．ラマン増幅特性が未知の伝送路の利得
効率Γｔ λｎを測定し、Ｐλｎにその比（Γｍ λｎ／Γ
ｔ λｎ）を乗じて伝送路を励起する。
【００９３】２．モデル伝送路と同じ合成利得プロファ
イルが再現できる。
【００９４】この原理は以下のようである。
【００９５】以下では実際に分布ラマン増幅を適用しよ
うとする、ラマン増幅特性が未知の伝送路を、実伝送路
と呼ぶ。
【００９６】ここでモデル伝送路と実伝送路のラマン利
得プロファイルは利得方向にほぼ相似形であるとする。
実際に、シリカガラスで構成された光ファイバにおける
ラマン利得プロファイルは、利得方向に何倍かの係数を
乗じればほとんど重なる。GeO2が多量に添加されたファ
イバなどでは伝送路に用いられるファイバと比べてラマ
ン利得プロファイルの差異が大きいことがあるが、この
ような場合は各励起波長の励起光パワーだけを調整して
も平坦な利得を得ることができず、励起波長の最適化か
らやり直さねばならない。本発明のカバーするところ
は、励起波長までは変えずとも、励起光パワーの調整だ
けで支障のない利得平坦度が得られる程度のファイバ差
異の間で、励起光パワーの自動最適化手法を提供するも
のである。
【００９７】モデル伝送路について、励起波長λｎで励
起したときの信号波長λにおけるラマン利得効率をΓｍ
λｎ(λ)(dB/W)とする。同様に、実伝送路のそれをΓｔ
λｎ(λ)(dB/W)とする。
【００９８】ある波長λｎの励起光をパワーｐｍ(W)で
モデル伝送路に入射したときに得た単一波長励起ラマン
利得プロファイルをΦλｎ(ｐｍ,λｎ)とする。これと
同じ単一波長励起ラマン利得プロファイルを、実伝送路
に生じさせるために必要な波長λｎの励起光パワーｐｔ
(W)は、ｐｍのΓｍ λｎ／Γｔ λｎ倍である。
【００９９】次に、合成ラマン利得プロファイルの場合
について説明する。合成ラマン利得プロファイルの形状
を決定しているのは、各励起波長のパワーではなく、そ
れぞれの励起波長の作り出す単一波長励起ラマン利得プ
ロファイルの形状である。従って、各励起波長の作り出
す単一波長励起ラマン利得プロファイルの形状が同じで
あれば、得られる合成ラマン利得プロファイルも同じ形
状となる。
【０１００】従って、モデル伝送路においてある合成ラ
マン利得プロファイルを得て、その時の各励起波長のパ
ワーが分かっていれば、その合成ラマン利得プロファイ
ルを実伝送路で再現するためには、各励起波長のパワー
をΓｍ λｎ／Γｔ λｎ倍することで求めることができ
る。
【０１０１】第３の発明を説明する第３の実施例を以下
に説明する。
【０１０２】第３の発明を要約すると、目的はモデル伝
送路における利得プロファイルを、他の伝送路で再現す
る手法の提供であり、その内容は、モデル伝送路におけ
る利得効率Γｍ λｎを測定しておき、次にラマン増幅特
性が未知の伝送路の利得効率Γｔ λｎを測定し、Ｐλｎ
にその比（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）を乗じて伝送路ファイ
バを励起することによって、モデル伝送路と同じ合成利
得プロファイルを再現することができる、というもので
ある。
【０１０３】手順は以下のようである。
【０１０４】準備：モデル伝送路において、ある合成利
得プロファイルを形成し、その時のＰλｎを記録し、ま
た利得効率Γｍ λｎも測定しておく。
【０１０５】１．ラマン増幅特性が未知の伝送路の利得
効率Γｔ λｎを測定し、モデル伝送路のＰλｎにその比
（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）を乗じて伝送路を励起する。
【０１０６】２．モデル伝送路と同じ合成利得プロファ
イルが再現できる。
【０１０７】本実施例は説明の簡便化のため、第１の実
施例の発展形として実施した。すなわちモデル伝送路と
してはSMF 80kmからなる伝送路を用いた。また、励起波
長、信号波長帯域なども同一である。そのためＡ、Ｂ
λn、Ｃλnの各係数は第１の実施例の表２と同じであ
る。無論、全く別の伝送路をモデル伝送路として用いた
り、他の励起波長、信号帯域を用いても本発明を問題な
く実施できることは言うまでもない。ラマン増幅特性が
未知の伝送路としては80kmのNZ-DSFを用いた。
【０１０８】これらの伝送路のラマン利得効率
Γm λｎ，Γｔ λnの測定結果を表５に示す。
【０１０９】
【表５】
【０１１０】この各励起波長のラマン利得ピーク波長に
おいて定義したラマン利得効率Γλ ｎは、例えば特開２
００１−００７７６８号公報に開示された従来技術等に
より測定することができる。
【０１１１】まず、モデル伝送路において、利得平坦か
つ利得レベルＧ＝8dBの利得プロファイルを形成した
（図６の曲線Ａ）、その時の励起光パワーは表３の8dB
の行である。次にこれと全く同じ励起光パワーでNZ-DSF
を励起したところ図６の曲線Ｂが得られた。このよう
に、大きな利得傾斜が生じ、平均利得も所望の値から大
きくずれた。最後に各励起波長のパワーを表５にあるよ
うにそれぞれΓｍ λｎ／Γ ｔ λｎ倍してNZ-DSFを励起し
たところ、図６の曲線Ｃが得られた。これは曲線Ａとほ
ぼ一致している。
【０１１２】このようにモデル伝送路上での合成利得プ
ロファイルを、試行錯誤なしにNZ-DSF上に再現すること
ができた。
【０１１３】次に、第４の発明である任意のファイバで
利得プロファイルを保ったまま利得レベルを可変する手
法についてその原理と内容を説明する。
【０１１４】この第４の発明は、第３の発明を第１の発
明に適用したものである。すなわち、ラマン増幅特性が
未知の伝送路ファイバにおいても、モデル伝送路との利
得効率の比（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）で伝送路を励起する
ことによって、モデル伝送路と同じ合成利得プロファイ
ルの可変機能が再現できる。すなわち、平坦な合成利得
プロファイルを維持したまま、無段階に利得を可変する
ことができる。
【０１１５】第４の発明を説明する第４の実施例を以下
に説明する。
【０１１６】第４の発明は、第１の発明（利得プロファ
イルを保ったまま利得レベルを可変する手法）と第３の
発明の組合せであり、モデル伝送路で平坦な利得を得る
のに必要な最適な励起光パワーの傾向（式５の係数）を
予め調べておけば、増幅特性が未知の伝送路に対して
も、利得効率測定を行うことで、試行錯誤なしに平坦な
利得プロファイルを保ったまま利得レベルを可変でき
る、というものである。
【０１１７】手順は以下のようである。
【０１１８】準備：モデル伝送路において、試行錯誤に
よって所望の利得レベルで平坦な合成利得プロファイル
を形成し、その時のＰλｎから平坦な利得を得るのに必
要な最適な励起光パワーの傾向（式５の係数）を予め求
めておき（ここまで第１の発明に相当）、また利得効率
Γｍ λｎも測定しておく。
【０１１９】１．ラマン増幅特性が未知の伝送路の利得
効率Γｔ λｎを測定し、モデル伝送路のＰλｎにその比
の逆数（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）を乗じて伝送路を励起す
る。
【０１２０】２．モデル伝送路と同じ合成利得プロファ
イルが再現できる。
【０１２１】本実施例は説明の簡便化のため、第３の実
施例の発展形として実施した。すなわちモデル伝送路と
してはSMF 80kmからなる伝送路を、ラマン増幅特性が未
知の伝送路としては80kmのNZ-DSFを用いた。また、励起
波長、信号波長帯域なども同一である。無論、全く別の
伝送路をモデル伝送路や特性未知の伝送路として用いた
り、他の励起波長、信号帯域を用いても本発明を問題な
く実施できることは言うまでもない。
【０１２２】さて、第３の実施例と同じく、利得レベル
Ｇ＝2, 4, 6, 8, 10, 12 dBにおいて平坦な利得を、今
度はNZ-DSFで発生させることにする。単に表３の励起光
パワーをΓｍ λｎ／Γｔ λｎ倍して励起すればよい（表
６参照）。得られた利得プロファイルを図７に示す。こ
のように図２とほぼ同様な利得プロファイルを得ること
ができた。
【０１２３】
【表６】
【０１２４】次に、第５の発明である任意のファイバで
利得傾斜量を可変する手法の原理と内容について説明す
る。
【０１２５】この第５の発明は、第３の発明を第２の発
明に適用したものである。すなわち、ラマン増幅特性が
未知の伝送路においても、モデル伝送路との利得効率の
比（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）で伝送路を励起することによ
って、モデル伝送路と同じ合成利得プロファイルの利得
傾斜可変機能が再現できる。
【０１２６】第５の発明を説明する第５の実施例を以下
に説明する。
【０１２７】第５の発明は、第２の発明（利得傾斜量を
可変する手法）と第３の発明の組合せであり、モデル伝
送路で任意の利得傾斜を得る励起光パワーの傾向（式６
の各係数）を予め調べておけば、増幅特性が未知の伝送
路に対しても、利得効率測定を行いさえすれば、試行錯
誤なしに任意の利得レベルで利得傾斜を持った合成利得
プロファイルを形成できる、というものである。
【０１２８】手順は以下のようである。
【０１２９】準備：モデル伝送路において、試行錯誤に
よって所望の利得レベルで平坦な合成利得プロファイル
を形成し、その時のＰλｎから平坦な利得を得るのに必
要な最適な励起光パワーの傾向（式５の係数）を予め求
めておき（ここまで第１の発明に相当）、また式６の利
得傾斜設定値αを変化させたときの利得傾斜を実測し、
その結果から式６の係数Ｅを予め求めておく（ここまで
第２の発明に相当）。また利得効率Γｍ λｎも測定して
おく。
【０１３０】１．第２の発明を第３の発明に適用する。
すなわち、ラマン増幅特性が未知の伝送路においても、
モデル伝送路との利得効率の比（Γｍ λｎ／Γｔ λｎ）
で伝送路を励起することによって、モデル伝送路と同
じ、利得傾斜を持った合成利得プロファイルを再現する
ことができる。
【０１３１】本実施例も説明の簡便化のため、第２の実
施例の発展形として実施した。すなわちモデル伝送路と
してはSMF 80kmからなる伝送路を、ラマン増幅特性が未
知の伝送路としては80kmのNZ-DSFを用いた。また、励起
波長、信号波長帯域なども同一である。無論、全く別の
伝送路をモデル伝送路や特性未知の伝送路として用いた
り、他の励起波長、信号帯域を用いても本発明を問題な
く実施できることは言うまでもない。
【０１３２】さて、第２の実施例と同じく、利得レベル
Ｇ＝10 dBにおいて、信号帯域の端から端までに±２d
B、±４dBの直線的な傾斜を持たせた利得を、今度はNZ-
DSFで発生させることにする。単に表４の励起光パワー
をΓｍ λｎ／Γｔ λｎ倍して励起すればよい（表７参
照）。得られた利得プロファイルを図８に示す。このよ
うに図４とほぼ同様な利得プロファイルを得ることがで
きた。
【０１３３】
【表７】
【０１３４】次に、第６の発明を以下に説明する。第６
の発明は、第４、第５の発明を組み合わせて、信号光レ
ベルおよび信号光傾斜量のモニタ値が設定値となるよう
に、利得レベルおよび利得傾斜量を制御するものであ
る。各モニタ値とその設定値との差分を負帰還し、利得
レベルおよび利得傾斜量を閉ループで制御する。すなわ
ち、局間ファイバロスの変動や一つ前の中継器の信号送
出パワーの変動等の時変する現象に対処して、常に最適
な励起光パワーとなるように能動的に制御することがで
きるようにしている。
【０１３５】図９は、第６の発明の実施例である実施例
６の構成図である。図１の構成に加えて、ＷＤＭカプラ
１ ６２−１とＡ端の間にタップカプラ１ ６１−１を
挿入する。タップカプラ１ ６１−１の３つのポートの
うち、Ａ端に接続されたポートを入力ポート、ＷＤＭカ
プラ１に接続されたポートを主流ポート、残りのポート
をモニタポートと呼ぶ。主流ポートとモニタポートの分
岐比は９５：５とした。
【０１３６】モニタポートには、励起波長帯と信号波長
帯を分波するＷＤＭカプラ２ ６２−２を接続する。Ｗ
ＤＭカプラ２ ６２−２の励起波長帯ポートには、光終
端器６３を接続し、信号光波長帯ポートから制御用モニ
タ光を取り出すことで、制御用モニタ光から励起光の戻
り光を除去することができる。
【０１３７】ＷＤＭカプラ２ ６２−２の信号波長帯ポ
ートには、タップカプラ２ ６１−２を接続し、制御用
モニタ光の９５％を受光器で、５％をスペクトラムアナ
ライザ２ ５０−２でモニタする。モニタされた信号光
レベルおよび信号光傾斜は制御回路６５を介して励起光
パワーに負帰還される。
【０１３８】制御回路６５には、予めモデル伝送路にお
いて求められた式６の関係および利得効率Γm λｎと、
適用先の伝送路の利得効率Γｔ λnがインプットされて
いる。制御回路６５では、信号光レベルのモニタ値と設
定値との誤差信号が０となるように式６の利得レベルＧ
を決定し、信号光傾斜量のモニタ値と設定値との誤差信
号が０となるように式６の利得傾斜量αを決定する。式
６から求められた各励起光パワーをΓm λｎ／Γｔ λn倍
して励起光源３０に設定する。この負帰還制御を繰り返
すことで、信号光傾斜量および信号光レベルのモニタ値
を設定値に保つことができる。
【０１３９】本実施例は説明の簡便化のため、第４、第
５の実施例の発展形として実施した。すなわちモデル伝
送路としてはSMF 80kmからなる伝送路を、適用先の伝送
路としては80kmのNZ-DSFを用いた。また、励起波長、信
号波長帯域なども同一である。無論、全く別の伝送路を
モデル伝送路や特性未知の伝送路として用いたり、他の
励起波長、信号帯域を用いても問題なく実施できること
は言うまでもない。
【０１４０】励起光を停止した状態で、スペクトラムア
ナライザ１ ５０−１において観測された信号光スペク
トラムを図１０に示す。また、信号光レベル設定値およ
び信号光傾斜量設定値を下記の表8のようにして、負帰
還制御を行った場合にスペクトラムアナライザ１ ５０
−１において観測される信号光スペクトラムを図１１、
図１２、図１３に示す。このように、信号光レベルおよ
び信号光傾斜量を設定値に保つように利得レベルおよび
利得傾斜量を可変制御することができた。
【０１４１】本実施例では、信号光レベルおよび信号光
傾斜量をモニタし、式６の利得レベルおよび利得傾斜量
の両方をパラメータとして負帰還制御を行ったが、信号
光レベル、信号光傾斜量のどちらか一方のみをモニタ
し、利得レベル、利得傾斜量のどちらか一方のみをパラ
メータとした負帰還制御も可能である。例えば、利得傾
斜量αを固定とし、信号光レベルのみをモニタするよう
にすれば、利得レベルのみをパラメータとして負帰還制
御を行なうことができる。
【０１４２】本実施例では、１波長あたりの信号光レベ
ルをモニタすることにより、利得レベルの制御を行った
が、他の項目をモニタすることによる制御も可能であ
る。例えば、全波長の信号光レベル、特定波長の信号光
レベル、利得レベル自体をモニタすることにより利得レ
ベルを制御することも可能である。
【０１４３】
【表８】
【０１４４】以上の実施例では、後方励起ラマン増幅の
構成で本発明を説明したが、前方励起ラマン増幅の構成
でも本発明の適用が可能である。
【０１４５】以上好ましい実施の形態及び実施例をあげ
て本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形
態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思
想の範囲内において様々に変形して実施することができ
る。
【０１４６】
【効果の説明】以上説明したように本発明のラマン利得
制御装置とラマン利得制御方法によれば、以下のような
効果が達成される。
【０１４７】請求項１の本発明によれば、指定した利得
レベルＧに対して、平坦な利得プロファイルによりその
利得レベルＧを実現するための、複数の異なる周波数の
各励起光の励起光パワーを決定することができる。これ
により、所要の利得レベルＧを発生させるために必要な
最適化された励起光パワーを開ループで得ることがで
き、また、利得プロファイルを平坦に保ったまま、指定
した利得レベルＧを実現させることができる。
【０１４８】請求項４の本発明によれば、指定された利
得レベルＧと利得プロファイルの傾きを示す利得傾斜量
αに対して、利得傾斜量αに指定された直線的な傾きの
利得プロファイルによりその利得レベルＧを実現するた
めの、複数の異なる周波数の各励起光の励起光パワーを
決定することができる。これにより、任意の利得傾斜状
態を開ループで得ることができ、また、任意の利得レベ
ルで任意の直線的な利得傾斜を形成することができる。
【０１４９】請求項７の本発明によれば、モデル伝送路
における利得プロファイルを、他の伝送路で再現するこ
とができる。つまり、モデル伝送路と他の伝送路のそれ
ぞれのラマン利得効率を用いて、モデル伝送路における
各励起光の励起光パワーを、他の伝送路において同一の
利得プロファイルを実現する励起光パワーに変換するこ
とができる。
【０１５０】請求項８の本発明によれば、第１の本発明
と第３の本発明を組み合わせることにより、まず指定し
た利得レベルＧに対して、モデル伝送路における平坦な
利得プロファイルを実現する各励起光の励起光パワーを
決定し、モデル伝送路と他の伝送路のそれぞれのラマン
利得効率を用いてこの各励起光の励起光パワーを変換す
ることにより、他の伝送路において、所要の利得レベル
Ｇを発生させるために必要な最適化された励起光パワー
を開ループで得ることができ、また、利得プロファイル
を平坦に保ったまま、指定した利得レベルＧを実現させ
ることができる。
【０１５１】請求項９の本発明によれば、第２の本発明
と第３の本発明を組み合わせることにより、まず指定し
た利得レベルＧと利得傾斜量αに対して、モデル伝送路
における利得傾斜量αに指定された直線的な傾きの利得
プロファイルによりその利得レベルＧを実現する各励起
光の励起光パワーを決定し、モデル伝送路と他の伝送路
のそれぞれのラマン利得効率を用いてこの各励起光の励
起光パワーを変換することにより、他の伝送路におい
て、任意の利得傾斜状態を開ループで得ることができ、
また、任意の利得レベルで任意の直線的な利得傾斜を形
成することができる。
【０１５２】請求項１２の本発明によれば、指定した波
長範囲内におけるラマン利得が、必要とされるラマン利
得の値となるように、モニタ結果と目標値を比較し、そ
の差分を負帰還し、閉ループで制御することができる。
【０１５３】請求項１３の本発明によれば、指定した波
長範囲内におけるラマン利得とその傾斜量が、必要とさ
れるラマン利得の値とその傾斜量の値となるように、モ
ニタ結果と目標値を比較し、その差分を負帰還し、閉ル
ープで制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の発明による光ファイバ伝送システムの
構成を説明する図である。
【図２】 第１の発明による実施例１で得られた利得プ
ロファイルを説明する図である。
【図３】 第１の発明による実施例１で得られた利得プ
ロファイルである。
【図４】 第２の発明による実施例２で得られた利得プ
ロファイルである。
【図５】 第２の発明による任意の利得傾斜を形成した
場合の利得傾斜設定値αと実際の利得発生量との関係を
表す図である。
【図６】 第３の発明による実施例３の結果を説明する
図である。
【図７】 第４の発明による実施例４の結果を説明する
図である。
【図８】 第５の発明による実施例５の結果を説明する
図である。
【図９】 実施例６の構成を説明する図である。
【図１０】 第６の発明による実施例６で励起光停を停
止した場合に得られた信号光スペクトラムである。
【図１１】 第６の発明による実施例６の結果を説明す
る図である。
【図１２】 第６の発明による実施例６の結果を説明す
る図である。
【図１３】 第６の発明による実施例６の結果を説明す
る図である。
【図１４】 単波長励起ラマン利得プロファイルを説明
する図である。
【図１５】 合成ラマン利得プロファイルを説明する図
である。
【図１６】 平坦なラマン利得プロファイルを形成した
場合の利得の大きさＧと総励起光パワーPtの相関関係の
例を表す図である。
【図１７】 平坦なラマン利得プロファイルを形成した
場合の利得の大きさＧと重み付け変数Dλnの相関関係の
例を表す図である。
【図１８】 ラマン増幅の構成とラマン利得効率の関係
を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 伝送路ファイバ ２０ WDMカプラ ３０ 励起光源 ４０ 信号光源 ５０ スペクトラムアナライザ ５０−１ スペクトラムアナライザ１ ５０−２ スペクトラムアナライザ２ ６０ ラマン利得制御装置 ６１−１ タップカプラ１ ６１−２ タップカプラ２ ６２−１ ＷＤＭカプラ１ ６２−２ ＷＤＭカプラ２ ６３ 光終端器 ６４ 受光器 ６５ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/17 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EB15 HA23 5K002 AA06 BA04 BA05 BA13 BA15 CA10 DA31 EA05 FA02

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバに対しいくつかの波長の各励
    起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得
    制御方法において、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーの割合である重み付け係数の前記ラマン
    利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得との
    関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値から、
    指定した波長範囲内において前記指定されたラマン利得
    を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出する
    ステップと、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射するステップを備えることを特徴とするラマン
    利得制御方法。
  2. 【請求項２】 前記ラマン利得と各前記励起光の全てに
    よる総パワーとの関係、及び前記ラマン利得と各前記励
    起光の前記重み付け係数との関係式を算出し、 指定した波長範囲内において指定されたラマン利得Ｇを
    実現する各前記励起光のパワーを、 前記関係式に前記ラマン利得Ｇを代入することにより算
    出することを特徴とする請求項１に記載のラマン利得制
    御方法。
  3. 【請求項３】 同時入射する前記励起光の波長数をＮ波
    長とし、 前記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）と、各前記励起光の全てによ
    る総パワーＰｔ（Ｗ）と、各前記前記励起光λｎ（ｎ＝
    １、２、…、Ｎ）の前記重み付け係数Ｄλｎとのそれぞ
    れの関係を、 Ｐｔ＝Ａ×Ｇ Ｄλｎ＝Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ （ｎ＝１、２、…、Ｎ）、 の式により示す各係数Ａ、Ｂλｎ、Ｃλｎ（ｎ＝１、
    ２、…、Ｎ）を算出し、 指定した波長範囲内において指定されたラマン利得Ｇ
    （ｄＢ）を実現する各前記励起光λｎのパワーＰ
    λｎ（Ｗ）（ｎ＝１、２、…、Ｎ）を、 Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×（Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ） （ｎ＝１、２、…、Ｎ） 、の式に前記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）を代入することによ
    り算出することを特徴とする請求項１に記載のラマン利
    得制御方法。
  4. 【請求項４】 光ファイバに対しいくつかの波長の各励
    起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得
    制御方法において、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の前記ラ
    マン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得
    との関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値と
    利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲内におけるラ
    マン利得の値が、前記指定されたラマン利得の値を中心
    とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現する各前
    記励起光のそれぞれのパワーを算出するステップと、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射するステップを備えることを特徴とするラマン
    利得制御方法。
  5. 【請求項５】 前記ラマン利得と各前記励起光の全てに
    よる総パワーとの関係、及び前記ラマン利得と各前記励
    起光の前記重み付け係数との関係式を算出し、 指定した波長範囲内におけるラマン利得の値が、指定さ
    れたラマン利得Ｇ（ｄＢ）の値を中心とする利得傾斜量
    α（ｄＢ／Ｈｚ）に指定された傾斜を実現する各前記励
    起光のパワーを、 前記関係式に前記ラマン利得G(dB)と前記利得傾斜量α
    （ｄＢ／Ｈｚ）を代入することにより算出することを特
    徴とする請求項４に記載のラマン利得制御方法。
  6. 【請求項６】 同時入射する前記励起光の個数をＮ個と
    し、 前記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）と、各前記励起光の全てによ
    る総パワーＰｔ（Ｗ）と、各前記前記励起光λｎ（ｎ＝
    １、２、…、Ｎ）の前記重み付け係数Ｄλｎとのそれぞ
    れの関係を、 Ｐｔ＝Ａ×Ｇ Ｄλｎ＝Ｂλｎ×Ｇ＋Ｃλｎ （ｎ＝１、２、…、Ｎ） の式により示す各係数Ａ、Ｂλｎ、Ｃλｎ（ｎ＝１、
    ２、…、Ｎ）を算出し、 予め定められた係数Ｅを用いて、 指定した波長範囲内におけるラマン利得の値が、指定さ
    れたラマン利得Ｇ（ｄＢ）の値を中心とする利得傾斜量
    α（ｄＢ／Ｈｚ）に指定された傾斜を実現する各前記励
    起光λｎのパワーＰλｎ（Ｗ）を（ｎ＝１、２、…、
    Ｎ）、 Ｐλｎ＝Ａ×Ｇ×（Ｂλｎ×（Ｇ＋Ｅ×α／Ｇ）＋Ｃλｎ）、 （ｎ＝１、２、…、Ｎ）、 の式に前記ラマン利得Ｇ（ｄＢ）と前記利得傾斜量α
    （ｄＢ／Ｈｚ）を代入することにより算出することを特
    徴とする請求項４に記載のラマン利得制御方法。
  7. 【請求項７】 光ファイバに対しいくつかの波長の各励
    起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得
    制御方法において、 モデル伝送路において、指定した波長範囲内において指
    定したラマン利得を実現する各前記励起光のそれぞれの
    パワーの値を得るステップと、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のを得るス
    テップと、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出するステップと、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射するステップを備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記モデル伝送路と同じ前記指定したラマン
    利得を実現することを特徴とするラマン利得制御方法。
  8. 【請求項８】 光ファイバに対しいくつかの波長の各励
    起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得
    制御方法において、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲内におい
    て前記指定されたラマン利得を実現する各前記励起光の
    それぞれのパワーを算出するステップと、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定するステップと、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出するステップと、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射するステップを備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得を実現することを
    特徴とするラマン利得制御方法。
  9. 【請求項９】 光ファイバに対しいくつかの波長の各励
    起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利得
    制御方法において、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値とから、指定し
    た波長範囲内におけるラマン利得の値が、前記指定され
    たラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定さ
    れた傾斜を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを
    算出するステップと、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定するステップと、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記指定されたラマン利得の値を中心とする前記
    利得傾斜量に指定された傾斜を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出するステップと、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射するステップを備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得の値を中心とする
    前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現することを特徴
    とするラマン利得制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記指定した波長範囲内におけるラマ
    ン利得を、開ループで制御することを特徴とする請求項
    １から請求項９のいずれか１つに記載のラマン利得制御
    方法。
  11. 【請求項１１】 指定された前記ラマン利得の値と前記
    利得傾斜量の値に基づいて、前記指定した波長範囲内に
    おける前記ラマン利得とその値の傾斜を、開ループで制
    御することを特徴とする請求項４から請求項６、及び請
    求項９のいずれか１つに記載のラマン利得制御方法。
  12. 【請求項１２】 前記指定した波長範囲内における前記
    ラマン利得を、必要とされるラマン利得の値となるよう
    に、モニタ結果と目標値を比較しその差分を負帰還する
    ことにより、閉ループで各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８に記載のラマン利得制御方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記指定した波長範囲内における前記
    ラマン利得とその値の傾斜の少なくとも一方を、必要と
    されるラマン利得の値とその傾斜量となるように、モニ
    タ結果と目標値を比較しその差分を負帰還することによ
    り、閉ループで各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９に記載のラマン利得制御方法。
  14. 【請求項１４】送信端局からの信号光を信号伝送路であ
    る光ファイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝
    送システムにおいて、 前記送信または受信端局、または中継局に、いくつかの
    波長の各励起光の同時入射することによりラマン利得を
    制御する利得制御装置を備え、 前記利得制御装置は、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の前記ラ
    マン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得
    との関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値か
    ら、指定した波長範囲内において前記指定されたラマン
    利得を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出
    し、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射することを特徴とする光ファイバ伝送システ
    ム。
  15. 【請求項１５】送信端局からの信号光を信号伝送路であ
    る光ファイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝
    送システムにおいて、 前記送信または受信端局、または中継局に、いくつかの
    波長の各励起光の同時入射することによりラマン利得を
    制御する利得制御装置を備え、 前記利得制御装置は、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の前記ラ
    マン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得
    との関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値と
    利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲内におけるラ
    マン利得の値が、前記指定されたラマン利得の値を中心
    とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現する各前
    記励起光のそれぞれのパワーを算出し、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射することを特徴とする光ファイバ伝送システ
    ム。
  16. 【請求項１６】 送信端局からの信号光を信号伝送路で
    ある光ファイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ
    伝送システムにおいて、 前記送信または受信端局、または中継局に、いくつかの
    波長の各励起光の同時入射することによりラマン利得を
    制御する利得制御装置を備え、 前記利得制御装置は、 モデル伝送路において、指定した波長範囲内において求
    めるラマン利得を実現する各前記励起光のそれぞれのパ
    ワーのデータを指定し、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定し、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出し、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射することにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記モデル伝送路と同じ前記指定したラマン
    利得を実現することを特徴とする光ファイバ伝送システ
    ム。
  17. 【請求項１７】送信端局からの信号光を信号伝送路であ
    る光ファイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝
    送システムにおいて、 前記送信または受信端局、または中継局に、いくつかの
    波長の各励起光の同時入射することによりラマン利得を
    制御する利得制御装置を備え、 前記利得制御装置は、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲内におい
    て前記指定されたラマン利得を実現する各前記励起光の
    それぞれのパワーを算出し、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定し、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出し、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射することにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得を実現することを
    特徴とする光ファイバ伝送システム。
  18. 【請求項１８】送信端局からの信号光を信号伝送路であ
    る光ファイバを介して受信端局へ伝送する光ファイバ伝
    送システムにおいて、 前記送信または受信端局、または中継局に、いくつかの
    波長の各励起光の同時入射することによりラマン利得を
    制御する利得制御装置を備え、 前記利得制御装置は、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値とから、指定し
    た波長範囲内におけるラマン利得の値が、前記指定され
    たラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定さ
    れた傾斜を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを
    算出し、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定し、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記指定されたラマン利得の値を中心とする前記
    利得傾斜量に指定された傾斜を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出し、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射することにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得の値を中心とする
    前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現することを特徴
    とする光ファイバ伝送システム。
  19. 【請求項１９】 光ファイバに対しいくつかの波長の各
    励起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利
    得制御装置において、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の前記ラ
    マン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得
    との関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値か
    ら、指定した波長範囲内において前記指定されたラマン
    利得を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを算出
    する手段と、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射する手段を備えることを特徴とするラマン利得
    制御装置。
  20. 【請求項２０】 光ファイバに対しいくつかの波長の各
    励起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利
    得制御装置において、 各前記励起光の全てによる総パワーに対する個々の前記
    励起光のパワーが示す割合である重み付け係数の前記ラ
    マン利得との関係、及び前記総パワーと前記ラマン利得
    との関係に基づいて、指定された前記ラマン利得の値と
    利得傾斜量の値とから、指定した波長範囲内におけるラ
    マン利得の値が、前記指定されたラマン利得の値を中心
    とする前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現する各前
    記励起光のそれぞれのパワーを算出する手段と、 前記光ファイバへ入射する各前記励起光のパワーを制御
    し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれのパワーに
    より入射する手段を備えることを特徴とするラマン利得
    制御装置。
  21. 【請求項２１】 光ファイバに対しいくつかの波長の各
    励起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利
    得制御装置において、 モデル伝送路において、指定した波長範囲内において求
    めるラマン利得を実現する各前記励起光のそれぞれのパ
    ワーのデータを指定する手段と、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定する手段と、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出する手段と、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射する手段を備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記モデル伝送路と同じ前記求めるラマン利
    得を実現することを特徴とするラマン利得制御装置。
  22. 【請求項２２】 光ファイバに対しいくつかの波長の各
    励起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利
    得制御装置において、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値から、指定した波長範囲内におい
    て前記指定されたラマン利得を実現する各前記励起光の
    それぞれのパワーを算出する手段と、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定する手段と、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記求めるラマン利得を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出する手段と、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射する手段を備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得を実現することを
    特徴とするラマン利得制御装置。
  23. 【請求項２３】 光ファイバに対しいくつかの波長の各
    励起光の同時入射によるラマン利得を制御するラマン利
    得制御装置において、 モデル伝送路における、各前記励起光の全てによる総パ
    ワーに対する個々の前記励起光のパワーが示す割合であ
    る重み付け係数の前記ラマン利得との関係、及び前記総
    パワーと前記ラマン利得との関係に基づいて、指定され
    た前記ラマン利得の値と利得傾斜量の値とから、指定し
    た波長範囲内におけるラマン利得の値が、前記指定され
    たラマン利得の値を中心とする前記利得傾斜量に指定さ
    れた傾斜を実現する各前記励起光のそれぞれのパワーを
    算出する手段と、 前記モデル伝送路と適用先の伝送路とのそれぞれの、各
    前記励起光の入射によるラマン利得効率の値のデータを
    指定する手段と、 各前記励起光のそれぞれに対して、前記モデル伝送路に
    おける前記指定されたラマン利得の値を中心とする前記
    利得傾斜量に指定された傾斜を実現した当該励起光のパ
    ワーに、当該励起光の前記モデル伝送における前記ラマ
    ン利得効率の値が、当該励起光の前記適用先の伝送路に
    おける前記ラマン利得効率の値の何倍かを表す比を掛け
    た値を算出する手段と、 前記適用先の伝送路へ入射する各前記励起光のパワーを
    制御し、各前記励起光を前記算出されたそれぞれの値の
    パワーにより入射する手段を備えることにより、 前記適用先の伝送路において、指定した前記波長範囲内
    において、前記指定されたラマン利得の値を中心とする
    前記利得傾斜量に指定された傾斜を実現することを特徴
    とするラマン利得制御装置。
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