波長多重光増幅装置及び波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置
【課題】波長多重光信号の合流・分岐装置の分岐ポートに接続して使用されたり、光クロスコネクト装置のｍ×ｎマトリックス光スイッチに使用される波長多重光増幅装置において、光信号のパワーロスを分散させて高効率増幅が行なえるとともに、インサービスでの分岐ポートの増設を可能とし、光アイソレータを不要若しくはアイソレーション所要値を小さくすることによる系の安定化が行なえ、又、全ポートの利得を一定に保てるような制御が可能となるようにする。
【解決手段】複数の波長多重光増幅ユニット３０と、光フィードバックループ系３４とからなる波長多重光増幅装置３１において、波長多重光増幅ユニット３０（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）における光分岐部１ａの信号入力ポートを、前段の波長多重光増幅ユニット３０（Ｂ）における光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにする。
【解決手段】複数の波長多重光増幅ユニット３０と、光フィードバックループ系３４とからなる波長多重光増幅装置３１において、波長多重光増幅ユニット３０（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）における光分岐部１ａの信号入力ポートを、前段の波長多重光増幅ユニット３０（Ｂ）における光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光増幅装置及び波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバを用いた伝送技術の向上にともない、ポイント・トゥ・ポイントの光波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing) に関する事業が展開されている。その中で、フォトニックネットワークの技術開発もさかんに行なわれている。このフォトニックネットワークとは、光波長を識別情報として、多重・非多重を行なうネットワークである。このフォトニックネットワークの有する機能のうちの一つとして、光合流・分岐（又は光アド・アンド・ドロップ〔Optical Add and Drop〕）機能がある。このフォトニックネットワークの光合流・分岐装置内の分岐機能は、ブロードキャスト機能によって実現することができる。このブロードキャスト機能とは、多重化信号のそれぞれが進行する方向を分配する(distribute)機能を意味し、光信号パワーを分波する(demultiplexing)意味とは異なる。従来の技術での、このブロードキャスト機能を図１８を用いて説明する。
【０００３】
図１８は、光アド・アンド・ドロップ多重装置の構成の一例を示す図である。例えば、この図１８の左側の都市Ａから右側の都市Ｂに複数の波長（ｃｈ１〜ｃｈ６４）を多重した光信号が伝送される際に、途中の都市Ｃにて、このうちのｃｈ１〜ｃｈ３２が分岐（ドロップ）され、別のｃｈ１〜ｃｈ３２が合流（アド）されるような場合を考える。この例では、ｃｈ３３〜ｃｈ６４は通過（スルー）する。この図１８の左側からの波長多重された光信号は、光増幅器７０ａにて増幅されてから、ＡＯＴＦ(Acousto-Optical Tunable Filter)７０ｂにおいて、合流部７０ｄからくる光信号がアドされる。そして、この光信号の一部はドロップされて分岐部７０に入力され、他方の光信号は光増幅器７０ｃにて増幅されてこの図１８の右側に向かって伝送される。
【０００４】
このＡＯＴＦ７０ｂは、製造は困難であるが、大変便利なデバイスであり、ｃｈ１〜ｃｈ３２をドロップし、新たに、ｃｈ１〜ｃｈ３２をアドすることができる。ここで、ｃｈ（channel）番号は、割り当てられた波長に相当している。例えば、ｃｈ１がＡＯＴＦ７０ｂにてドロップされると、ｃｈ１は、完全に抜けた状態になるので、別の情報はｃｈ１に割り当てられてアドされ得る。また、ＡＯＴＦ７０ｂでドロップされた光信号は、ＥＤＦ光増幅器(Erbium-Doped Fiber Optical Amplifier)７１ａにて増幅された後、光カプラ７１ｂにて光信号パワーが分波されて、チューナブルフィルタ７２に入力され、各ポートには、波長多重された光信号が現れるようになっている。ここで、ＥＤＦ光増幅器７１ａで増幅する理由は、光信号が例えば１０００分岐(divide into 1000)されると、そのパワーが１０００分の１になるので、その元のパワーを維持しなければならないからである。また、光信号は、波長特性がないスプリッタ、又は、波長特性を有するＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating：導波路型回折格子) によって分配される。すなわち、この光アド・アンド・ドロップの機能を実現するコンポーネントは、光の波長により進行方向を変える性質を利用している。
【０００５】
これにより、波長多重光を所望の波長ごとに分配するときは、光増幅系にて非常に高い出力レベルまで増幅してから、分配するので、ＥＤＦ光増幅器７１ａでの後段部における、光信号のロスが効率に大きく影響していた。なお、この効率とは、励起光パワー(exitation optical power) から信号光パワーヘの変換効率を意味する。
ここで、図１８において、ドロップされた、３２ｃｈ波長多重された信号が、１６ポートに分岐される場合を考える。なお、各分岐ポートにおける光信号品質として、１ｃｈ当たり０ｄＢｍ（以下、０ｄＢｍ／ｃｈと表記する）を保つものとする。この場合は、各分岐ポートにおける光信号品質として、０ｄＢｍ／ｃｈを維持するためには、各分岐ポートでの出力パワーは１５ｄＢｍ（３２ｃｈなので３２ｍＷ）が必要となり、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、１５ｄＢｍに、１６分岐時の理論限界値を加えた値が必要となる。この理論限界値とは、分岐後の光信号が一定の品質を有するのに必要な、元の光信号の値をいう。よく知られているように、元の光信号を２分岐させたときは、分岐後のそれぞれの光信号は、元の値から３ｄＢ損失した値となり、また、１６分岐させたときは、分岐後
の各光信号値は、元の値から１２ｄＢ損失した値となる。従って、１本の光信号が１６分岐される場合には、元の光信号は、分岐後の各光信号のパワー値に対して１２ｄＢ大きい値を、最低限有していなければならない。換言すれば、１本の光信号が１６分岐される場合の、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力パワーの理論限界値は、１２ｄＢとなり、この例では、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端においては、１５ｄＢｍ＋１２ｄＢｍ＝２７ｄＢｍが必要となる。また、分岐用の光カプラ７１ｂの過剰損(excess loss) を考慮に入れると、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、（２７＋α）ｄＢｍの出力パワーが必要になる。以下では、このαを仮に２ｄＢとする。すなわち、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、２９ｄＢｍの出力パワーが必要になる。
【０００６】
一方、このＥＤＦ光増幅器７１ａに入力する系に着目すると、０ｄＢｍ／ｃｈが要求されて、３２ｃｈがドロップされるので、ＥＤＦ光増幅器７１ａへの総入力パワーは１５ｄＢｍとなる。なお、このＥＤＦ光増幅器７１ａは、光アイソレータ、光カプラ等の光部品からなり、これらによる２ｄＢ程度の損失がある。結局、このＥＤＦ光増幅器７１ａ内のＥＤＦＡ(Erbium-Doped Fiber Amplifier)（図示省略）の出力端では、３１ｄＢｍ（＝２７＋２＋２＝１２６０ｍＷ）の大出力となり、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、２９ｄＢｍ（＝７９０ｍＷ）である。また、ＥＤＦ光増幅器７１ａでの励起光から信号光への変換効率を５０％と仮定すると、必要な励起パワーは１５８０ｍＷにもなる。
【０００７】
以上、この光増幅部７１の動作状態を纏めると、次の（１）〜（４）のようになる。
（１）入力パワー１５ｄＢｍ（０ｄＢｍ／ｃｈ、３２波）
（２）出力パワー２９ｄＢｍ（ＥＤＦＡの出力端では３１ｄＢｍ）
（３）利得は１４ｄＢ
（４）所要励起パワー１５８０ｍＷ
このことから、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端から光増幅部７１の出力端までの間では、１２６０ｍＷ×０．３７＝４７０ｍＷ（１２６０ｍＷ＝３１ｄＢｍ）も信号光パワーが消失することがわかる。すなわち、信号パワーを高めた時点で、過剰損失（０．３７；−２ｄＢに相当）を被るので、無駄になる信号パワーが多くなる。また、たとえ分岐数が少なくても、初期導入時に高出力の光増幅器が必要であるので、初期の投資費用が大きかった。
【０００８】
従って、このブロードキャスト機能が効率よく実現されることが要求される。すなわち、より効率のよいブロードキャスト装置が実現されれば、光信号が分配されたところより後段に、各ポート毎に波長選択を行なう光フィルタを設置することによって、所望の波長の信号を選択できるようになって、柔軟に分配できるようになる。また、このブロードキャスト機能が実現されれば、光加入者系などの分配系に用いることもできる。
【０００９】
なお、特開平3-123323号公報（以下、刊行物と称する）には、分岐の度に生じる光強度の減少を防止し、分岐できる階層を大幅に増大させるようにしたファイバカプラの技術が開示されている。図１９は、この刊行物に記載されたファイバカプラの構成を示す図である。この図１９に示すものは、ファイバカプラを組合わせて分岐の階層を３段とした場合の例であって、入力部３に入力された信号光ＳＯは分岐部２へ、他の入力部３に入力された励起光Ｐも分岐部２へ導入され、同分岐部２において光ファイバ１の出力側４に分配され、それから増幅用ファイバ５に伝送される。増幅用ファイバ５で増幅された信号光は、その後第２の分岐部１２により第２の光ファイバ１３に分配され、更に第３の分岐部１４により第３の光ファイバ１５に分配されて信号光Ｓ1〜Ｓ8として出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この刊行物に記載された技術には、単波長の光に係る技術であって、波長多重光に係る技術については、何ら言及されていない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、波長多重光信号を合流させて分岐出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置若しくは光クロスコネクト装置におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチに使用される波長多重光増幅装置であって、１：１光カプラとＥＤＦＡとを交互に接続した基本増幅ユニットを多段に接続していくことで、光信号のパワーロスを分散させて高効率な増幅が行なえるとともに、インサービスでの分岐ポートの増設が可能となり、光アイソレータを不要にし若しくはアイソレーション所要値を小さくすることによる系の安定化が行なえ、また、全ポートの利得を一定に保つことができるような制御をかけることが可能となるような、波長多重光増幅装置を提供し、併せて、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このため、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる第１の波長多重光増幅基本ユニットと、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第２の波長多重光増幅基本ユニットと、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの他方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第３の波長多重光増幅基本ユニットと、からなり、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートから入力された該波長多重光信号を、該第２および第３の波長多重光増幅基本ユニットにおける各２つの光増幅部を通じて４つに分配出力する波長多重光増幅ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅ユニットが、その第１の波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット又は第３の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅ユニットが、１つ又は２つの波長多重光増幅ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続され、更に、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の第４の波長多重光増幅基本ユニットが該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットの入力側にそなえられ、該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットにおける該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、当該第４の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力が接続されるように構成され、かつ、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの上流側にそなえられ、該複数の波長多重光増幅ユニットをなす第１〜第４の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部への該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１２】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
【００１３】
加えて、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていてもよい。
【００１４】
さらに、第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
また、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１５】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
加えて、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されてもよい。
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
【００１６】
そして、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットをそなえ、更に、該波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１７】
そして、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
さらに、波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部は、１：１光カプラとして構成することができ、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部は、光分岐部での分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成することができ、あるいは、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することができ
る。
【００１８】
さらに、上記の利得制御手段は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、このフィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されてもよく、このフィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されてもよい。
【００１９】
また、本発明の波長多重光増幅装置は、Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力されて、該Ｍ種類の波長の光信号を分岐しうるとともに、該Ｍ種類の波長の光信号とは別のＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力され、該Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とともに該Ｎ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号について、（Ｍ＋Ｎ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を出力しうる合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、該波長多重光増幅装置が、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｌ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００２０】
そしてまた、本発明の波長多重光増幅装置は、波長多重信号を分配するブロードキャスト部と、該ブロードキャスト部で分配された波長多重信号の一括切り替えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部と、をそなえ、ｍ×ｎのマトリックス光スイッチングを行なう光クロスコネクト装置における該ブロードキャスト部若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部での波長多重信号分配機能に適用される波長多重光増幅装置であって、該波長多重光増幅装置が、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００２１】
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップする第２ブロードキャストユニットと、Ｙ種類の光キャリア信号を出力して光信号をアドする光キャリア信号出力部と、該第１ブロードキャストユニットの出力側および該光キャリア信号出力部の出力側にそれぞれ接続されて、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号と該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号とを選択的に出力する選択部とをそなえ、該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、該波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波
用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの合波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、該第２ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、かつ、該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される合波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、該選択部が、該第１ブロードキャストユニットの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうＹ個のスイッチ部と、該Ｙ個のスイッチ部に対応して設けられ、該対応するスイッチ部の波長多重光信号ラインと該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号ラインとのカップリングをそれぞれ行なうＹ個のカップリング部と、該Ｙ個のカップリング部からのＹ種類の光信号を光波長多重して出力する多重部とを有し、該Ｙ個のスイッチ部が、それぞれ、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号を通過させて該多重部から出力するか、又は、該光キャリア信号出力部からのＹ種類の光キャリア信号のうちで対応付けられた光キャリア信号を該多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
そして、上記の波長多重光増幅装置は、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されてもよく、多段に接続された波長多重光増幅基本ユニットうちの最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成
分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されてもよく、また、波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、波長多重光増幅ユニットの信号入力ポートに、その一方の光増幅部の出力が接続された第４の波長多重光増幅基本ユニットと、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、波長多重光増幅基本ユニットとに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部とをそなえて構成することもできる。
【００２３】
加えて、励起光再入力部は、第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、フィルタにて抽出された励起光を再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよく、最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、フィルタにて抽出された励起光を再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよく、また、第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニットにおける他方の入力ポートに接続され、フィルタにて抽出された励起光を波長多重光増幅基本ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の該第１の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する追加信号出力部と、該初段ユニットにおける２つの分配出力の他方と該追加信号出力部の出力とが接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの該第２の波長多重光信号とのカップリングを行なう伝送出力部とをそなえ、該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該第１の波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増
幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、かつ、該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される分波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、該追加信号出力部が、アド用に、互いに異なる波長の光キャリア信号をそれぞれ出力する複数の光キャリア信号発生部と、該複数の光キャリア信号発生部側に接続されて、該複数の光キャリア信号出力部からの該複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する多重部とをそなえ、該伝送出力部が、該初段ユニットと該追加信号出力部とに接続されて、該初段ユニットからの該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの第２の波長多重光信号とをカップリングすることにより、該第１の波長多重光信号に該第２の波長多重光信号をアドして、第３の波長多重光信号として出力するカップリング部と、該カップリング部からの該第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された該第３の波長多重光信号を出力する光増幅器とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００２５】
さらに、初段ユニットの入力側に設けられ、光信号を増幅して増幅光信号を出力する増幅部が設けられ、増幅部と初段ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートとに接続され、増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を光分岐部の信号入力ポートに入力する第１分散補償部をそなえて構成することもできる。
そして、伝送出力部の光増幅器に接続されて、増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力する第２分散補償部をそなえて構成すること
もできる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、本発明の波長多重光増幅装置によれば、第１の波長多重光増幅基本ユニットと、第２の波長多重光増幅基本ユニットと、第３の波長多重光増幅基本ユニットとからなる波長多重光増幅ユニットが複数多段に接続されるとともに、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成されているので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合よりも光信号パワーが大幅に小さくなり、従って、より高効率特性が得られる利点がある。また、第１〜第３の波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、光分配系の中に増幅媒体が分散されて配置される結果、光アイソレータに頼らずとも安定な光増幅器が実現できる利点がある。さらに、光増幅部と、光分岐部とが交互に接続されるため、増幅器内の実効利得が低くなって、反射に対して耐性が生じるようになり、また、分岐損よりも光増幅部の利得を低くすれば、実効利得がマイナスとなり、光アイソレータで各光増幅部を挟む必要がなくなり、系の簡易化が図れるようになる。その上、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損を小さくでき、光アイソレータがなくても反射による不安定動作をなくすことができるようになる利点がある。
【００２７】
さらに、第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。
【００２８】
また、本発明の波長多重光増幅装置によれば、波長多重光増幅基本ユニットが多段に接続されるとともに、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成され、この波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、ユーザがサービスの増設を欲したときに、インサービスでの増設が簡易に行なえる利点がある。すなわち、ユーザは、この波長多重光増幅ユニットを新たに追加して購入することで、簡易に分岐数を拡張できるようになり、また、現在与えているサービスを中断せずに行なえるようになる。そして、最前段の励起光源が、最後段の波長多重光増幅基本ユニットを励起できる十分なパワーを有していれば、途中段の波長多重光増幅基本ユニットには励起光源を設置しなくてもよく、また、途中段の波長多重光増幅基本ユニットには必要に応じて励起光源を設置すればよく、さらに、全ての波長多重光増幅基本ユニットに励起光源を接続すること可能となり、柔軟な励起方法が採れるようになる利点がある。加えて、各要素内が同一特性を有する光部品で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。
【００２９】
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。
【００３０】
さらに、本発明の波長多重光増幅装置によれば、波長多重光増幅基本ユニットと、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成され、この波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、簡易な設備としてユーザに提供でき、また、ユーザは現在与えられているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できる利点がある。
【００３１】
さらに、波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できる利点がある。
【００３２】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニット又は波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、このようにすれば、必要に応じて励起光パワーを増加させることができる利点があり、また、光分岐部（１：１光カプラ）を利用して励起光源も等しく分配されるので、簡単な構成で各光増幅部へ等しい励起光パワーも供給できるようになり、励起光と信号光とを合波する合波器が不要またはその所要数を削減できる利点もある。
【００３３】
また、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート、若しくは、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート、若しくは、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよく、このようにすれば、反射戻り光による不安定動作を回避できるだけでなく、出力側から入力側へ集まる逆方向ＡＳＥが遮断されて逆方向ＡＳＥによる光増幅器の飽和を防ぐことができる利点がある。
【００３４】
加えて、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていてもよく、若しくは、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されてもよく、このようにすれば、コネクタ面においての光の反射を起こさないで済むので、無駄な光の増幅を防止することができる利点がある。
【００３５】
さらに、上記の利得制御手段は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、このフィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されてもよく、このフィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されてもよく、このようにすれば、フィードバックを掛けるポートが１ポートで済む上、最前段の励起光源から、各ポートの利得を一定に保つために励起光を変化させることができるようになり、簡易な構成で全てのポートの利得を一定に保つことが可能となる。
【００３６】
また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部は、１：１光カプラとして構成することができ、また、光増幅部は、光分岐部での分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成することができ、また、上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することができるので、このようにすれば、出力側から見て、分岐と増幅が交互に行なわれていることとなって、各光増幅部は、２分岐により損失するパワーロス（例えば３ｄＢ）を補うだけの大きさの利得（例えば１８ｄＢ）で増幅すれば、理論限界値（例えば１５ｄＢｍ）を維持できるようになり、効率のよい拡張性を発揮できるようになる上、安定な光増幅器が実現できるようになり、光パワーが局所的に高くなる部分が無いので、より高効率特性が得られる利点がある。
【００３７】
また、本発明の波長多重光増幅装置によれば、Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とを入力するとともに、（Ｍ＋Ｎ−Ｌ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とＬ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とに分岐して出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続されて使用されるので、簡易にブロードキャスト機能が実現でき、また、インサービスでの分岐ポートの増設が可能となる利点がある。
【００３８】
さらに、本発明の波長多重光増幅装置によれば、光クロスコネクト装置におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチに使用されるので、光加入者系などの分配系に用いることができ、簡易でかつインサービスでの増設性を利用できるようになる。
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、初段ユニットと、第１ブロードキャストユニットと、第２ブロードキャストユニットと、光キャリア信号出力部と、選択部とをそなえるとともに、励起光源，ドロップ用光フィルタをそなえ、上記の選択部が、Ｙ個のスイッチ部と、Ｙ個のカップリング部と、多重部とを有し、このスイッチ部が、Ｙ種類の波長多重光信号を通過させて多重部から出力するか、又は、Ｙ種類の光キャリア信号を多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されているので、同一の波長多重光増幅ユニットを用いてアド及びドロップ機能が実現でき、そして、これにより、光ネットワークが柔軟に増設又は拡張されることができるようになる利点がある。また、コピーされた波長多重信号が用いられるので、他の波長への影響を考慮せずに、所望の波長の抽出処理が行なえるとともに、例えばコヒーレントクロストークを簡単に回避できる利点がある。
【００３９】
そして、本発明の波長多重光増幅装置によれば、入力光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体から出力される光信号を複数の光信号に分岐して、その分岐損を補償すべく、分岐された光信号のそれぞれを増幅する光分岐増幅部と、分岐増幅部に接続されて、分岐増幅部からの光信号に従って、光増幅媒体の利得を制御する利得制御手段とをそなえて構成されているので、漏れ励起光が、再度利用できて効率的な増幅を行なえる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は、本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、１つの光信号を３２ユーザへ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、３２ユーザのうちの１６ユーザを図示しており、主に、図２に示すようなシステムにて使用されている。
【００４１】
図２は、光アド・アンド・ドロップ装置（波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置）の原理ブロック図であり、本発明の第１実施形態にかかるブロードキャスト部の構成を示している。この図２に示す光アド・アンド・ドロップ装置２０は、この図２の左側からの６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号のうち、ｃｈ１〜ｃｈ６４を分岐（ドロップ）するとともに、別のｃｈ６５〜ｃｈ９６を合流（アド）させて、この図２の右側に向かって、９６波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ９６）された光信号を伝送するものであって、光増幅器２０ａ，２０ｃ，光カプラ２０ｂ，２０ｂ′，光分岐部２１，光合流部２２をそなえて構成されている。ここで、光合流部２２は、光増幅を行なうＥＤＦ光増幅器２２ａと、複数の光信号を合波する合波部２２ｂと、１波長について光増幅する１波用光アンプ２２ｃと、波長可変なチューナブルレーザ（ＴＬ）２２ｄと、Ｏ／Ｅ変換を行なうＰＤ(Photo Diode)２２ｅとをそなえて構成されており、また、光分岐部２１は、元の光信号パワーを維持するためにパワー増幅するＥＤＦ光増幅器２１ａと、光信号を分波する光カプラ２１ｂとを設けている。
【００４２】
このＰＤ２２ｅの役割は、信号を受信しチューナブルレーザ２２ｄにて別波長で同一信号を伝送するための信号を出力することである。また、ＰＤ２２ｅとチューナブルレーザ２２ｄとの組み合わせは、いわゆる、トランスポンダである。
そして、この図２の左側からくる波長多重された光信号は、光増幅器２０ａにおいて増幅され、光カプラ２０ｂにおいて、その光信号の一部はドロップされるとともに、合流部２２からくる光信号がアドされて、光カプラ２０ｂ′に入力され、光カプラ２０ｂ′において、その光信号と光増幅器２０ａにて増幅された光信号（ｃｈ１〜ｃｈ６４）とが合流し（ｃｈ１〜ｃｈ９６）、光増幅器２０ｃにおいて増幅されてから、右側に伝送されるようになっている。さらに、分岐部２１において、例えば６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号は、ＥＤＦ光増幅器２１ａにて６４倍に増幅されてから、光カプラ２１ｂにて分波されて、各ポートには、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号が分配され、波長選択用の光フィルタ２３にて所望の波長の光信号が選択されるようになっている。従って、この光アド・アンド・ドロップ装置２０によって、各ポートに波長多重信号が出力されており、この機能は、本波長多重光増幅装置２５を適用することによって、実現することができる。
【００４３】
図１に戻って、この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、複数の波長多重光増幅ユニット３０を複数そなえて多段に接続された部分〔（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付されたもの〕と、光フィードバックループ系３４（同図左側の部分）とから構成されている。ここで、これらの接続の関係を図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅ユニット３０のブロック構成を示す図である。この図３に示す波長多重光増幅ユニット３０は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートの一方に、光アイソレータ３が接続され、他方に励起光源４が接続されて構成されている。
【００４４】
ここで、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１は、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。この光分岐部１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力するものである。また、この光分岐部１ａは、１：１光カプラから構成されている。そして、光増幅部２ａ，２ｂはそれぞれ、光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続されたものであり、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されている。また、この光増幅部２ａ，２ｂはそれぞ
れ、ＥＤＦ(Erbium-doped fiber)又はＥＤＷ(Erbium-doped Waveguide)等から構成され、分岐損（３ｄＢ）に近い３〜６ｄＢ程度の利得を有する。
【００４５】
また、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の一方の光増幅部２ａの出力側に、その信号入力ポートＰ2の入力側が接続されたものであり、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の他方の光増幅部２ｂの出力側に、その信号入力ポートＰ1の入力側が接続されたものである。ここで、これらの光分岐部１ｂ，１ｃの入出力ポート名は、光分岐部１ａの入出力ポート名と同一であり、以下の説明において、図面に明示しないで、これらのポート名を使用することがある。
【００４６】
また、この波長多重光増幅ユニット３０内の光アイソレータ３は、順方向の光ビームは通過させるが、逆方向の光ビームは通過させない光部品であり、反射戻り光に対して耐性が高められるようになっている。さらに、励起光源４は、外部から制御されうるＬＤ(Laser Diode) であって、その出力が可変に制御されるようになっている。加えて、この波長多重光増幅ユニット３０は、光アイソレータ３の入力側と、光分岐部１ｂの入力ポートと、光分岐部１ｃの入力ポートと、光増幅部２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの出力側にそれぞれ、コネクタ５を設けている。
これらのうち、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とは、補助励起光源４ａが入力されるようになっている。これより、上記の第２の波長多重光増幅基本ユニット３２における他方の入力ポートＰ1と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３における他方の入力ポートＰ2に、補助励起光源４ａが接続されるように構成されていることになる。なお、以下の説明で参照する図面中で、この波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ｂと光分岐部１ｃとのそれぞれに接続されているコネクタ５の表示を便宜上省略することがある。
【００４７】
このように、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１では、光分岐部１ａの入力側の２ポートＰ1，Ｐ2のうち、一方のポートＰ1が励起用ポートとして、他方のポートＰ2が入力ポートとして使用され、この光分岐部１ａの出力側の２ポートＰ3，Ｐ4に、それぞれ分岐損，光カプラ（光分岐部１ａ）の過剰損及びコネクタ損を補償する程度の等しい利得の増幅媒体（光増幅部２ａ，２ｂ）が接続されている。また、光分岐部１ａ（１：１光カプラ）が、信号光パワーの２分岐と励起光パワーとの２分岐に同時に使用されるようになっている。そして、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２及び第３の波長多重光増幅基本ユニット３３においても、全く同様な構成となっており、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１内の光増幅部２ａが、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２内の光分岐部１ｂの入力ポートＰ2に接続され、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１内の光増幅部２ｂが、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３内の光分岐部１ｃの入力ポートＰ1に接続されている。これから、この波長多重光増幅ユニット３０は、光信号を分配する分配系としても機能している。
【００４８】
一方、この図３に示す波長多重光増幅ユニット３０の出力側のコネクタ５のうち、最上部のもの（図３で右側の一番上にあるもの）から入力側を見た場合、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃが交互に接続されているようになる。各光増幅部２ａ〜２ｆの出力レベルを１５ｄＢｍ／ｃｈ（＝０ｄＢｍ／ｃｈ）に維持するためには、各光増幅部２ａ〜２ｆの利得は、２分岐により損失するパワーを補うべく３ｄＢでよく、従って各光増幅部２ａ〜２ｆの入力光信号のパワーは１８ｄＢｍに設定すると、分岐で３ｄＢ損失しても増幅によってその３ｄＢを補うことができるようになる。換言すれば、各光増幅部２ａ〜２ｆは、２分岐により損失するパワーロス（例えば３ｄＢ）を補うだけの大きさの利得（例えば１８ｄＢ）で増幅すれば、理論限界値（例えば１５ｄＢｍ）を維持
できるようになり、減衰せずに、効率よくユーザ数を拡張できるようになる。さらに、光信号が増幅された後に、別個の光分配系を設けて、そこで光信号を分配するといった構成でなく、光分配系の中に増幅媒体が分散して配置されているので、損失が分散されるようになっている。
【００４９】
また、光増幅部２ａ〜２ｆ（ＥＤＦＡ）と、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）とが交互に接続されるため、増幅媒体たるＥＤＦＡが分岐損で分断されるために、増幅器内の実効利得が低くなって、反射に対して耐性が生じるようになる。すなわち、アイソレーションの所要値が小さくても安定に動作したり、あるいは、光アイソレータ３で各光増幅部２ａ〜２ｆを挟む必要がなくなったりするので、反射による不安定動作をなくすことができるようになる。
【００５０】
この意味は次のようになる。ＥＤＦＡが使用される場合には、そのＥＤＦＡの前後に接続される光部品間で、光の反射による発振が起こるので、この発振が起こらないように、光アイソレータ３を設けてＲ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１になるようにしなければならない。ここで、Ｒ1はＥＤＦＡの前段の光部品の反射係数、Ｒ2はＥＤＦＡの後段の光部品の反射係数、ＧはこのＥＤＦＡの利得である。本実施形態のように、部品が多段に交互に接続された場合には、ＥＤＦＡの前後の光部品によりロスが生じるので、光アイソレータ３がなくても、Ｒ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１の安定条件が満たされて、安定な動作となる。また、分岐損による損失よりもＥＤＦＡの利得が低いと、ＥＤＦＡと１：１光カプラとの組み合わせの実効利得はマイナスとなり、僅かに損失となるので、光アイソレータ３は不要となる。この場合には、波長多重光増幅ユニット３０内で、少しづつ光信号パワーが分配ポートに向かって下げられることで、信号品質が維持されつつ、系の簡易化が図れるようになる。また、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損が小さくなる利点もある。
【００５１】
再度図１に戻り、図１に示す（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０のうち、（Ｂ）の光増幅部２ｃが（Ｃ）に接続され、同様に、（Ｂ）の光増幅部２ｄが（Ｄ）に接続され、（Ｂ）の光増幅部２ｅが（Ｅ）に接続され、（Ｂ）の光増幅部２ｆが（Ｆ）に接続されている。すなわち、これらの波長多重光増幅ユニット３０が、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０（（Ｂ）と付されたもの）における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。さらに、（Ｃ）の光増幅部２ｃの出力が、光フィードバックループ系３４に入力されることにより、全ポートの利得が一定に保たれるように、利得の波長特性が一定に制御されるようになっている。
【００５２】
図４は、本発明の第１実施形態にかかる光分岐部１ａ（又は１ｂ，１ｃ）の構成を示す図である。この図４に示す光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）は、１：１光カプラにより構成されており、ポートＰ1とポートＰ2とからそれぞれ入力される光信号を合波するとともに、ポートＰ3とポートＰ4とにそれぞれ光信号を分波して出力するものである。このポートＰ1から入力される光信号のパワーＷ1は分波されて、ポートＰ3，ポートＰ4において、その光信号のパワーＷ2，Ｗ3が、Ｗ1の半分になる。また、後述する他の実施形態及びその変形例においても、これらの光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）は、この図４に示すような構成をとる。なお、上記の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１，第２の波長多重光増幅基本ユニット３２，第３の波長多重光増幅基本ユニット３３における上記の光分岐部１ａ〜１ｃ，光増幅部２ａ〜２ｆ及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。
【００５３】
再度図１に戻って、光フィードバックループ系３４は、次のように構成されている。すなわち、この光フィードバックループ系３４は、光分岐部１ａと、利得制御手段１１ａと、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０からなる入力モニタ部分と、光カプラ８′，励起光源４，合波器（合波部）９からなる合波部分と、ＥＤＦＡ１２，利得等化器(Gain Equalizer)１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５からなる増幅部分とをそなえて構成されている。
【００５４】
ここで、光分岐部１ａは、最後段の波長多重光増幅ユニット３０からの出力を取り出すものであり、１０：１光カプラによってこの機能が発揮される。利得制御手段１１ａは、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０からの出力情報に基づいて、多段に配置された複数の波長多重光増幅ユニット３０の利得制御を行なうものであって、この機能は、光フィルタ１１，可変減衰器１１ｂ，制御部１１ｃによって発揮されている。この光フィルタ１１は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するものであり、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されている。また、可変減衰器１１ｂは、この光フィルタ１１からの光信号を減衰させて利得等化器１３の入力側に供給するものであり、この機能は、光減衰器によって発揮される。そして、制御部１１ｃは、利得の波長特性の制御を行なうものであって、励起光源４の出力を制御しうるものである。
【００５５】
これらにより、光分岐部１ａから出力される波長多重光信号は、この光フィルタ１１において、その波長多重された帯域以外の光周波数を有する光信号（出力情報）が選択され、その波長について、レーザ共振が行なわれることによって検出され、そして、制御部１１ｃによって、利得の波長特性が制御され、可変減衰器１１ｂにて、光信号が減衰されるとともに、励起光源４，補助励起光源４ａの出力が制御されるのである。これにより、励起光源４の出力と、（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ａの入力ポートＰ1に入力される補助励起光源４ａの出力とが、自動的に制御され（ＡＰＣ：Auto Power Control) 、すべての光分岐部１ａ〜１ｃにおける利得の波長特性の制御が可能となる。
【００５６】
さらに、光アイソレータ３は、この光フィードバックループ系３４での光増幅について、アイソレーションを行なうものであり、光カプラ８は、次段への出力と入力モニタとの比を、１０：１にした光カップリングを行なうものであり、ＰＤ１０は、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５への入力を検出するものであり、このフィードバック系３４に入力される入力光源が、光カプラ８にてカップリングされることによってモニタリングされるようになっている。
【００５７】
そして、光カプラ８′は、前段からの入力信号とフィードバック信号との比を、１０：１にした光カップリングを行なうものであり、また、励起光源４は、励起用のＬＤであり、合波器９は、励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波するものである。
さらに、ＥＤＦＡ１２は、増幅用ファイバであり、利得等化器１３は、このＥＤＦＡ１２から出力される光信号を光周波数について等化するものであり、合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装されている。そして、ＥＤＦＡ１２から出力される、凸凹のある光信号の増幅利得特性が、この利得等化器１３により、平坦にされるようになっている。さらに補助励起光源４ａは、補償用の光源であって、（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ａの入力ポートＰ1に入力されるようになっており、波長多重光増幅ユニット３０におけるすべての光分岐部１ａ〜１ｃにおける利得の波長特性の制御が可能となる。
【００５８】
従って、波長多重光増幅装置２５は、入力光を増幅するＥＤＦＡ１２（光増幅媒体）と、このＥＤＦＡ１２から出力される光信号を複数の光信号に分岐して、その分岐損を補償すべく、分岐された光信号のそれぞれを増幅する（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した波長多重光増幅ユニット３０（光分岐増幅部）と、この光分岐増幅部に接続されて、光分岐増幅部からの光信号に従って、ＥＤＦＡ１２の利得を制御する利得制御手段１１ａとをそなえて構成されたことになる。
【００５９】
また、波長多重光増幅装置２５は、光増幅器として機能しており、光分岐手段と、励起光源４と、モニタ手段と、制御手段（利得制御手段１１ａ）とを設けている。ここで、光分岐手段は、入力光を光増幅する部分を有し入力光を複数に分岐するものとして機能し、この機能は、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した波長多重光増幅ユニット３０が協同して実現されている。さらに、励起光源４は、この光分岐手段の光増幅部分を励起するための励起光を発生させるものである。加えて、モニタ手段は、上記光分岐手段の出力をモニタするものとして機能し、この機能は、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０が協同することにより、その機能が発揮されている。また、利得制御手段１１ａは、モニタ手段で検出した値に基づき励起光の制御を行なう機能を有する。
【００６０】
また、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、この光コネクタ５を介した補助励起光源４ａと、利得等化器１３との出力をカップリングして、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力するものであって、上記と同様に光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。従って、波長多重光増幅ユニット３０は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、多段に配置された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅ユニット３０（Ｂと付されたもの）における第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートＰ2に、その一方の光増幅部２ａの出力側が接続されていることになる。
【００６１】
これにより、この波長多重光増幅装置２５の動作の流れは、次のようになる。すなわち、この図１の（Ａ）と付された第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力され、この波長多重光増幅ユニット３０において、その信号は４分岐される。そして、これらの４分岐された光信号はそれぞれ、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｄ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｅ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０とに入力されて、１６分配されるようになっている。また同様に、この図１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ａから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、こうしてブロードキャスト機能が実現されるのである。
【００６２】
また、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０から出力される光信号は、光フィードバックループ系３４の光分岐部１ａに入力され、この光分岐部１ａからの光信号は、光フィルタ１１へ入力され、波長多重される周波数領域外の周波数を有する光信号が抽出され、制御部１１ｃにおいて、その抽出された光信号のパワーが監視されて、可変減衰器１１ｂにおいて減衰量が調節されることにより、光カプラ８′の入力が制御される。さらに、この制御部１１ｃからの制御信号が、励起光源４，補助励起光源４ａに入力される。
【００６３】
一方、この図１の左側からくる、他の波長多重光増幅装置からの光信号は、光コネクタ５を介して、光アイソレータ３を通って、光カプラ８に入力され、ＰＤ１０にてその大きさが常にモニタリングされる。さらに、合波器９において、光カプラ８′からの出力は、励起光源４からの光信号と合波され、ＥＤＦＡ１２において、この信号は、光増幅されて、利得等化器１３において、その光スペクトルが平坦化されて、そしてこの利得等化器１３からの光信号と、補助励起光源４ａから出力される光信号とが、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａにおいて、カップリングされて、再び光増幅部２ａあるいは光増幅部２ｂに入力されるのである。
【００６４】
このように、本波長多重光増幅装置２５は、波長多重光増幅ユニット３０が多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４とを内蔵し、利得一定制御、低雑音化及び利得帯域の平坦化を図る目的で、励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３等によって、入力パワーと出力パワーとがモニタリングされて制御が行なわれている。また、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａ（１：１光カプラ）によって、光の補償が可能となる。また、この波長多重光増幅装置２５は、１つのポートからの光信号をフィードバックして、レーザ共振器（光フィルタ１１，制御部１１ａ，可変減衰器１１ｂ）を構成し、また、光フィードバックループ系３４の中の可変減衰器１１ｂの減衰量を調整することによって、利得の波長特性に対応
している。
【００６５】
なお、本波長多重光増幅装置２５は、図２に示したような、光アド・アンド・ドロップ装置としての機能に着目すれば、次のようにも表現できる。例えば、図２において、Ｍ＝６４，Ｎ＝１０，Ｌ＝３２等として適用可能である。すなわち、この波長多重光増幅装置２０は、６４種類の波長の光信号からなる波長多重光信号と１０種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とを入力するとともに、（６４＋１０−３２）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号と３２種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とに分岐して出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、この波長多重光増幅装置２０が、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、３２種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ（図７にて後述する基本ユニット）を複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ｃの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、且つ、上記複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうち最前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの光分岐部１ａの他方の入力ポートＰ1に接続された励起光源４をそなえていることになる。また、これにより
、簡易にブロードキャスト機能が実現できて、光アド・アンド・ドロップ装置として用いることができるようになる。
【００６６】
具体的には、ユーザは、２分岐しか使用しない場合は、図１の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の３つを購入する。そして、５分岐が必要になった段階で、ユーザは（Ｄ）を増設し、同様に１６分岐まではユーザが（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）を増設することで増設可能である。そして、１７分岐目は、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の（Ａ）の空きポートＰ3に、（Ｂ）と（Ｃ）とを接続すればよい。こうして、最大３２分岐までの分岐が可能となり、需要に応じてハードウェアを増設することができる。そして、現状動作しているハードウェアをそのままにして、ユーザがサービスの増設を欲したときに、ユーザが新たに追加して購入することで、通信需要に応じることが可能とな
る。
【００６７】
このような構成によって、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、所望の分配数にブロードキャストされるとともに、最後段の出力光信号の情報をフィードバックすることによって、的確な波長多重光の出力制御ができるようになる。
すなわち、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａに入力された１８ｄＢｍの光信号は、光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになり、また、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａから１８ｄＢｍのパワーで出力される。この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａで２分岐され、その光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになるものの、光増幅部２ａにおいて再び３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａの出力においては、１８ｄＢｍに戻る。さらに、この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第２の波長多重光増幅基本ユニット３２においても、この光信号は光分岐部１ｂで２分岐されて１５ｄＢｍになるが、光増幅部２ｃにおいて３ｄＢの利得を得て、１８ｄＢｍにされてから、出力される。そして、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力され、同様に、分岐・増幅が行なわれて、光フィードバックループ系３４内に入力される。
【００６８】
こうして、最後段の出力光信号の情報（出力情報）がフィードバックされて、利得制御手段１１ａにてその出力情報から、入力側の光カプラ８′及び励起光源４，補助励起光源４ａに加えられるので、適切な制御が行なえるようになる。
このように、この波長多重光増幅装置２５は、光信号を増幅した後に、別個の光分配系を用意して、そこで分配するといった構成によらずに、図１の（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０のように、光分配系の中に増幅媒体が分散されて配置されているので、増幅されてから徐々に分配されるようになっており、損失が分散される。従って、一度にまとめて増幅してそれを分配する方法と比べて、光パワーが局所的に高くなる部分がなくなり、より高い効率特性が得られる。すなわち、この波長多重光増幅装置２５内での信号光パワーは、多くとも１８ｄＢｍ（＝６３ｍＷ）程度となるので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合に生ずる最大光パワーよりも大幅に小さくなり、また、まとめて増幅する場合のような、大きな信号光パワーの消失がなくなる利点がある。これは、過剰損によるものが、損失の主要因となっているのではない。
【００６９】
また、このように、この波長多重光増幅装置２５は、分配による実効的な損失によって、増幅媒体（光増幅部２ａ〜２ｆ）が実効的に分断されるので、光アイソレータ３に頼らずとも安定な動作が実現できるようになる。またさらに、この波長多重光増幅装置２５は、分配系として多段に接続された波長多重光増幅ユニット３０において、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）が、２入力ポートのうちの空きポートを利用して接続されているので、励起光と信号光とを合波するための合波器９を不要にでき、あるいは、その必要数を削減できるといった利点がある。また、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）を利用して、励起光源４が等しく分配されるようにしているので、簡単な構成で各光増幅部２ａ〜２ｆへ等しい励起光パワーをも供給できるようになる。一方、構成要素の入力側に光アイソレータ３を用いれば、反射戻り光による不安定動作を回避するだけでなく、出力側から入力側へ集まる逆方向ＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission)が遮断されて、逆方向ＡＳＥによる光増幅器の飽和を防ぐことができる。
【００７０】
その上、この波長多重光増幅装置２５は、インサービスでの増設性が簡易になる。すなわち、本波長多重光増幅装置２５を導入した後、ユーザは、この波長多重光増幅ユニット３０を新たに追加して購入することで、簡易に分岐数を拡張できるようになり、また、現在与えているサービスを中断せずに行なえるようになり、サービスの向上につながる。さらに、図２のような光アド・アンド・ドロップ装置２０において、各ポート毎に波長多重光信号が出力され、これらの中から波長選択フィルタで所望の波長を選択するだけで、光信号の分配機能を実現できるようになり、ブロードキャスト機能が実現されている。
【００７１】
そして、この波長多重光増幅装置２５は、その各要素内の光部品が、同一特性を有する光増幅部（ＥＤＦＡ）２ａ〜２ｆ，光カプラ１ａ〜１ｃ，光スイッチ，励起光源４、光アイソレータ３で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。例えば、図１で（Ａ）を除く、（Ｂ）から（Ｆ）は全く同一であり量産化が可能となる。
また、この波長多重光増幅ユニット３０は、最前段の励起光源４が等しく分配されるので、最前段の励起光源４が、最後段の波長多重光増幅ユニット３０内の光増幅部２ａ〜２ｆを励起できる十分なパワーを有していれば、途中段の波長多重光増幅ユニット３０には励起光源４を設置しなくてもよい。例えば（Ａ）から出力される光信号に後段の増幅ユニットを励起できる十分なパワーがあれば、（Ｂ）から（Ｆ）への励起光源４は不要となり、（Ｂ）には必要に応じて、励起光源４を設置すればよい。また、（Ａ）から（Ｃ）の全ての増幅ユニットに励起光源４を接続することもできるなど、柔軟な励起方法が採れる。さらに、大出力な励起光源４を用意して、１つの励起光源４から、各波長多重光増幅ユニット３０の励起ポート（例えば、光分岐部１ａのポートＰ1）に接続してもよい。このイメージは、あたかも、ガスステーションにおいて、ガスステーションの大さなガソリンタンクから一度にたくさんの自動車のガソリンタンクにガソリンを分配するようなものである。
【００７２】
また、波長多重光増幅装置２５は、最前段〔図１に示す（Ａ）と付された第４の波長多重光増幅基本ユニット３５〕の１つのポートＰ1が制御されて補助励起光源４ａからのレーザ光（補償光）が入力されるようになっているので、分配系によるレーザ光が全てのポートに等しく出力されるとともに、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となる。同様に、励起光パワーの大きさが各分配系で等しいので、１ポートのみを代表してモニタリングして、最前段に設置された励起光源４にフィードバック制御をかけて、利得の波長特性を制御すれば、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。また、全ポートの利得が等しく変化するので、フィードバックを掛けるポートは１ポートで済む上、最前段の励起光源４から、各ポートの利得を一定に保つために励起光を変化させれば、簡易な構成で全ポートの利得を一定に保つことが可能となる。
【００７３】
なお、波長多重光増幅ユニット３０の構成を変化させることも可能である。
図５は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。この図５に示す波長多重光増幅ユニット３０ａは、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の前段に光アイソレータ３，励起光源４とをそなえ、さらに、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２の出力側の２か所のポートＰ3，Ｐ4と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の出力側の２か所のポートＰ3，Ｐ4とに、それぞれ光アイソレータ３を設けて構成されている。また、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とはそれぞれ、コネクタ５を介して、補助励起光源４ａを接続できるようになっている。さらに、入力側の光アイソレータ３は、コネクタ５を介して、前段の波長多重光増幅ユニット３０ａと接続され、また、出力側の４か所の光アイソレータ３も、コネクタ５を介して、後段の波長多重光増幅ユニット３０ａと接続されている。なお、これらの部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。そして、これらの４か所に光アイソレータ３が挿入されているため、反射に対する耐性がより高くなっている。また、このような構成により、上述した波長多重光増幅ユニット３０と同様の動作をするほか、同様の効果を有する。
【００７４】
さらに、この波長多重光増幅ユニット３０が、光分岐部１ａと光増幅部２ａ，２ｂとが相互に接続されている点に着目した場合は、増幅基本ユニットとして、次のようなユニットの組合せとみなすこともできる。図６は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。波長多重光増幅装置２５において、光分岐部１ａと光増幅部２ａ，２ｂとが相互に接続されている点に着目し、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂによって、多段の波長多重光増幅ユニットを構成されていると見ることができる点が、利用されている。すなわち、この図６に示す波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえるとともに、光分岐部１ａの入力ポートＰ2側に、光アイソレータ３，励起光源４をそなえて構成されている。ここで
、光アイソレータ３は、設計の都合上省略することもある。また、光アイソレータ３の入力側と、光増幅部２ａ，２ｂの出力側とはそれぞれ、コネクタ５を介して、前後の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと接続されている。そして、この図６に示す光分岐部１ａは、１：１光カプラとして構成されており、光増幅部２ａ，２ｂは、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されている。また、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部は、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。なお、これらの以外の部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。
【００７５】
従って、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号をこれらの２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、これら多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力情報に基づいて多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの利得制御を行なう利得制御手段１１ａとをそなえて構成されていることになる。
【００７６】
このように、上記の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１〜第３の波長多重光増幅基本ユニット３３からなる波長多重光増幅ユニット３０ではなく、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが多段に連結されることにより、波長多重光増幅装置が構成されるとみることもできる。
さらに、多段に接続された場合は、図１で説明したものと同様に、上記の複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの少なくとも１つにおける他方の入力ポートＰ1に、補助励起光源４ａが接続されたように構成することもでき、あるいは、信号入力ポートＰ2に、光アイソレータ３が接続されて構成することもできる。またこの場合、利得制御手段１１ａは、出力情報中の所望の波長光信号を選択する光フィルタ１１と、この光フィルタ１１で抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器１３の入力側に供給する光減衰器（可変減衰器１１ｂ）とをそなえて構成することもでき、また、この光フィルタ１１は、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されている。
【００７７】
なお、この波長多重光増幅基本ユニットが１段のみで波長多重光増幅装置を構成することもできる。
図７は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。この図７に示す波長多重光増幅装置３１ａは、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと、光フィードバックループ系３４とをそなえて構成されている。ここで、この図７に示す破線のように、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力光を直接、光フィードバックループ系３４内の光分岐部１ａに入力するような構成を考える。
【００７８】
この図７に示す光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。ここで、光分岐部１ａは、１：１光カプラであり、光増幅部２ａ，２ｂは、この光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部である。さらに、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部はそれぞれ、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。また、この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５における信号入力ポートＰ2には、光カプラ８，８′と、合波器９と、ＥＤＦＡ１２とを介して、光アイソレータ３が接続され、他方の入力ポートＰ1には、補助励起光源４ａが接続されている。
【００７９】
一方、光フィードバックループ系３４は、光分岐部１ａ，利得制御手段１１ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＬＤ１０，光カプラ８′，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，補助励起光源４ａ，コネクタ５，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえて構成されている。また、利得制御手段１１ａは、出力情報中の所望の波長光信号を選択する光フィルタ１１と、この光フィルタ１１で抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させてこの減衰させた光信号を利得等化器１３の入力側に供給する光減衰器（可変減衰器１１ｂ）と、制御部１１ｃをそなえて構成され、この光フィルタ１１が、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するようになっている。なお、これら以外の部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明
を省略する。
【００８０】
従って、この波長多重光増幅装置３１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえ、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力情報に基づいてこの
第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の利得制御を行なう利得制御手段１１ａ
とをそなえて構成されていることになる。
【００８１】
そして、このような構成によって、この図７に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、破線のように、直接、光フィードバックループ３４内の光分岐部１ａに入力されて、的確な制御が行なわれる一方、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の光増幅部２ｂに、コネクタ５を介して、他の増幅ユニットが接続されてユーザを増設することができる。
【００８２】
また、破線によらずに、この図７の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号が波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力される場合は、言うまでもなく、光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにて２分配されてブロードキャストされるとともに、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力光信号の情報がフィードバックされて、的確な波長多重光の出力制御がなされるようになる。また、コネクタ５を介して、分岐を増設することができるようになる。
【００８３】
このようにして、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５のみによっても、光フィードバックループ系が構成されるので、簡易な設備として提供可能となる。また、ユーザは、波長多重光増幅装置３１ａを導入した後、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを新たに追加して購入することで、現在与えているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できるようになる。
（Ａ１）本発明の第１実施形態の第１変形例の説明
図８は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、第１実施形態の場合と同様に、主に、光アド・アンド・ドロップの機能が必要な箇所にて使用されている。
【００８４】
この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔図８の（Ａ）〜（Ｅ）と付されたもの〕が複数、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４ａ（図８左側の部分）とから構成されている。そして、この波長多重光増幅ユニット３０ｃは、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１，第２の波長多重光増幅基本ユニット３２，第３の波長多重光増幅基本ユニット３３をそなえて構成されている。
【００８５】
この波長多重光増幅ユニット３０ｃが上述の波長多重光増幅ユニット３０と異なる点は、この波長多重光増幅ユニット３０ｃの使用するコネクタが異なっている点であり、また、この光フィードバックループ系３４ａも、この図８に示す補助励起光源４ａと、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５との間に、上述したものとは異なる形状のコネクタである、斜めコネクタ６ａ，６ｂが使用されている。この斜めコネクタ６ａ，６ｂは、そのコネクタ面において光の反射を起こさずに、無駄な光の増幅を防止できるものである。そして、上記複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔図８にて（Ａ），（Ｂ）と付されたもの〕について、その前段側の（Ａ）と付された波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニット３２，３３の各光増幅部２ｃ，２ｄ出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔（Ｂ）〜（Ｅ）と付されたもの〕における第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートＰ2入力側との間が、それぞれ斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続されている。また同様に、この図８に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、光コネクタ６ｂを介して、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっている。
【００８６】
この図８に示すように、これらの波長多重光増幅ユニット３０ｃは、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。なお、これら以外のもので、上述したものと同一の番号を有するものは、同一のものあるいは、同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【００８７】
図９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。この図９に示す波長多重光増幅ユニット３０ｃは、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂからなる第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，２ｄからなる第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、光分岐部１ｃ，光増幅部２ｅ，２ｆからなる第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の前段に光アイソレータ３，励起光源４とをそなえて構成されている。また、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とにコネクタ５が設けられるとともに、光アイソレータ３の入力側にコネクタ６ａが設けられ、さらに、光増幅部２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの出力側
にそれぞれ、コネクタ６ｂが設けられている。
【００８８】
このような構成によって、上述と同様の動作をするほか、斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続させているので、コネクタ面における光の反射が起こらなくなって、無駄な光の増幅を防止できる利点がある。
なお、図８に示す複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃの代わりに、一組のユニットからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ（図６参照）を使用することもできる。すなわち、２つの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側（図６参照）と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける信号入力ポートＰ2入力側との間が、斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続するようにもできる。
【００８９】
次に、漏れ光信号を励起光源として、他の波長多重光増幅基本ユニット３０ｃに、再度入力するようにもできる。
図１６は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図であるが、この図１６に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂに、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、励起光再入力部６６が付加された形態となっている。
【００９０】
この励起光再入力部６６は、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５と、（Ａ）と付された再前段に配置される波長多重光増幅ユニット３０ｃ（以下、波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）と表記することがある）とに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５より出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力するものであって、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄと、光分岐部（１：１ＣＰＬ）１ａとをそなえて構成されている。
【００９１】
この波長多重光信号除去フィルタ１１ｄは、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するものである。
また、光分岐部１ａは、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２の信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の信号入力ポートとにそれぞれ接続され、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて抽出された励起光を波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）に入力するものであり、例えば１：１光カプラによりその機能が実現されるようになっている。
【００９２】
これにより、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５より生じる大きな漏れ励起光が、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて信号光が阻止される。そして、そのフィルタリングされた光信号は、２分岐され、この２分岐された光信号は、それぞれ、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）内の光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とに入力されるのである（図３参照）。
【００９３】
従って、漏れ励起光が、再度使用されるので、やはり、効率的な増幅を行なえる。また、漏れ励起光が、多段に接続された波長多重光増幅ユニット３０ｃの最上流に入力されるので、無駄な光増幅を防止できる。
さらに、励起光再入力部６６が接続できるものは、波長多重光増幅装置３１ｂ（図８参照）のほか、図７に示す波長多重光増幅装置３１ａに接続することもできる。その場合は、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄが、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出し、また、光分岐部１ｃが、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニット３５における他方の入力ポートに接続され、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて抽出された励起光を波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力するのである。
【００９４】
なお、この他、図１，１０，１１及び図１３にそれぞれ示す波長多重光増幅装置を用いることもできる。
これにより、漏れ励起光が、再度使用されるので、やはり、効率的な増幅を行なえる。
（Ａ２）本発明の第１実施形態の第２変形例の説明
図１０は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１０に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用しており、主に、光アド・アンド・ドロップの機能が必要な箇所にて使用されている。
【００９５】
この図１０に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、複数の波長多重光増幅ユニット３０ｄを複数そなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４ｂとから構成されている。この波長多重光増幅ユニット３０ｄが上述の波長多重光増幅ユニット３０と異なる点は、この波長多重光増幅ユニット３０ｄの空きポートがすべて終端されている(terminated)点である。また、光フィードバックループ系３４ｂは、光分岐部１ａ，利得制御手段１１ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＬＤ１０，光カプラ８′，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３をそなえるほか、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂをそなえて構成されている。この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂのポートＰ1は、ターミネータ１４によって終端されており、この光フィードバックループ系３４ｂには、補助励起光源４ａ（図１等参照）がなく、励起光源４が、最後段の波長多重光増幅ユニット３０ｄを励起できる十分なパワーを有している。なお、これら以外で上述したものと同一の符号を有するものは、同一のものあるいは、同様の機能を有するものであるため、更なる説明を省略する。
【００９６】
そして、これらの波長多重光増幅ユニット３０ｄは、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。また同様に、この図１０に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂ内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、こうしてブロードキャスト機能が実現されるのである。
【００９７】
また、このような構成によって、上述したものと同様の動作をするほか、同様の効果を有する。また、励起光源４の光パワーが等しく分配されるので、途中段の波長多重光増幅ユニット３０ｄには励起光源４を設置する必要がなくなるという利点がある。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
フィードバックループ系の制御方法を第１実施形態のそれとは、異なる方法で行なうように構成することもできる。すなわち、光領域での制御をせずに、電気領域で制御をかけるようにすることも可能である。
【００９８】
図１１は、本発明の第２実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、主に、光アド・アンド・ドロップ装置として使用されるものである。
【００９９】
この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、複数の波長多重光増幅ユニット３０〔（Ｂ）〜（Ｆ）と付されたもの〕をそなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系４２（図１１左側の部分）とから構成されている。そして、これらの波長多重光増幅ユニット３０が、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。従って、出力側の各コネクタ５から見ると、分岐と増幅が交互に行なわれているようになっている。また、これら以外で、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のもの、あるいは同一の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１００】
一方、この図１１に示す、光フィードバックループ系４２は、次のように構成されている。すなわち、この光フィードバックループ系４２は、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａからなる出力モニタ系の部分と、利得制御手段１５と、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０からなる入力モニタ系の部分と、励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５からなる光信号出力部とをそなえて構成されている。
【０１０１】
ここで、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５はそれぞれ、上述したものと同一なもの又は同一な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。また、ＰＤ１０ａは、この光フィードバックループ系４２に入力される光信号を光分岐部１ａを介して、出力モニタする機能を有する。
【０１０２】
ここで、利得制御手段１５は、上記の出力情報及びＰＤ１０での検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、この利得制御信号を利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給して、励起光源４の励起状態を制御するものであって、制御部１５ａをそなえて構成されている。ここで、制御部１５ａは励起光源４の励起状態を電気信号を受けて、制御を行なうものである。
【０１０３】
図１２は、本発明の第２実施形態にかかる利得制御手段１５の一つの構成例を示す図である。この図１２に示す回路は、入力モニタ用のＰＤ１０と、出力モニタ用のＰＤ１０ａと、利得制御手段１５から構成されている。そして、入力光信号は、この図１２に示すＰＤ１０において検波されて、電気信号として、利得制御手段１５内のアンプ６０ａに入力され、そしてこのアンプ６０ａにて増幅されてからＶｉとして除算器６３に入力される。また同様に、出力光信号は、この図１２に示すＰＤ１０ａにおいて検波されて、電気信号として、利得制御手段１５内のアンプ６０ｂに入力され、そしてこのアンプ６０ｂにて増幅されてからＶｏとして除算器６３に入力される。さらに、この除算器６３にて、Ｖｏ／Ｖｉの演算がなされ、その演算結果に参照電圧Ｖｒｅｆを乗せた信号がアンプ６４に反転入力されるようになっている。このアンプ６４の出力においては、光出力が大きいとき（Ｖｏ／Ｖｉが１より大なとき）は、負の電圧が現れるので、トランジスタ６４ａに、そのベース電圧が小さくなるように入力される。従って、励起光源４の出力は小さくなる。逆の場合も同様である。すなわち、この除算器６３にて、Ｖｏ／Ｖｉの演算がなされ、Ｖｏ／Ｖｉが１より小なときは、このアンプ６４の出力においては、正の電圧が現れるので、トランジスタ６４ａに、そのベース電圧が大きくなるように入力される。従って、励起光源４の出力は大きくなる。
【０１０４】
これにより、図１１に示す波長多重光増幅装置４１の動作の流れは、次のようになる。すなわち、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５〔図１１の（Ａ）と付されたもの〕から出力される光信号は、波長多重光増幅ユニット３０〔図１１の（Ｂ）と付されたもの〕に入力されて、この波長多重光増幅ユニット３０において、その信号は４分岐される。そして、これらの４分岐された光信号はそれぞれ、図１１の（Ｃ）〜（Ｆ）と付された各波長多重光増幅ユニット３０に入力されて、１６分配されるようになっている。また同様にこの図１１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっている。
【０１０５】
また、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０から出力される光信号は、光フィードバックループ系４２の光分岐部１ａに入力され、この光分岐部１ａからの光信号は、ＰＤ１０ａにおいて、Ｏ／Ｅ変換されて、そのパワーが出力情報として、利得制御手段１５に入力される。また一方、ＰＤ１０において、その前段からの光パワーが検出されて、利得制御手段１５に入力される。そして、この利得制御手段１５において、出力情報と入力モニタでの検出結果とに基づいて利得制御信号が生成され、この利得制御信号が利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給されて、励起光源４の励起状態が制御される。そして、合波器９において、前段からの光信号と、制御された励起光源４からの光信号とが、合波され、そして、この合波された光信号は、ＥＤＦＡ１２において、光増幅
され、利得等化器１３において、利得等化される。そしてこの利得等化器１３から出力される光信号は、補助励起光源４ａから出力される光信号と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａにおいて、カップリングされて、再び出力されるのである。なお、この図１１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、ブロードキャスト機能が実現されている。
【０１０６】
このような構成によって、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、所望の分配数にブロードキャストされるとともに、最前段の入力モニタ信号と最後段の出力情報とによって、フィードバック制御が行なわれるので、的確な波長多重光の出力制御ができるようになる。
すなわち、図１１において、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａに入力された１８ｄＢｍの光信号は、光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになり、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａから１８ｄＢｍの大きさで出力される。そして、この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１において、この光信号は光分岐部１ａで２分岐されて１５ｄＢｍとなり、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａの出力においては、１８ｄＢｍに戻る。さらに、この１８ｄＢｍの光信号は、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２において、光分岐部１ａで２分岐されて１５ｄＢｍになるが、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、１８ｄＢｍにされてから、出力される。そして、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０にて、同様の分岐・増幅が行なわれ、光信号が、光フィードバックループ系４２に入力される。また、最後段から出力される光信号は、電気信号に変換されて、出力情報として、利得制御手段１５にフィードバックされ、そして、この利得制御手段１５からの制御信号が、入力側の励起光源４に加えられるので、適切な制御が行なわれるようになる。
【０１０７】
こうして、この波長多重光増幅装置４１の中では、多くともその信号光パワーの最大値は１８ｄＢｍ（＝６３ｍＷ）程度となるので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合よりも大幅に小さくできるようになる。また、光分配系と増幅系とが分散して配置されているので、まとめて増幅する場合のような、信号光パワーの無駄な消失がなくなる利点がある。
【０１０８】
さらに、このように、光増幅部２ａ〜２ｆと光分岐部１ａ〜１ｃとが交互に接続されるため、反射に対して耐性があり、光アイソレータ３で各光増幅部２ａ〜２ｆを挟む必要がなくなり、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損を小さくできる利点がある。このことから、光アイソレータがなくても、Ｒ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１の安定条件が満たされて、安定な動作が可能となる。
【０１０９】
またさらに、この波長多重光増幅装置４１は、分配系の空きポート（光分岐部１ａ〜１ｃの２入力ポートのうちの１ポート）を利用しているので、励起光と信号光とを合波する合波器９を不要にできたり、または、その所要数を削減できるといった利点がある。
その上、この波長多重光増幅装置４１は、インサービスでの増設性がある。すなわち、本波長多重光増幅装置４１が導入された後に、ユーザの要望に応じて分岐をすることが非常に簡単に行なえて、また、現在与えているサービスを中断せずに、簡易に分岐数を拡張できるようになる。これによって、サービスの向上につながるようになる。
【０１１０】
また、例えば（Ａ）が、後段の波長多重光増幅ユニット３０を励起できる十分なパワーがあれば、（Ｂ）から（Ｆ）への励起光源４は不要となり、（Ｂ）には必要に応じて、励起光源４を設置すればよく、（Ｂ）から（Ｆ）の全ての波長多重光増幅ユニット３０に励起光源４を接続することもできるなど、柔軟な励起方法が採れる。さらに、大出力な励起光源４を用意して、１つの励起光源４から、各波長多重光増幅ユニット３０の励起ポートに接続してもよい。
【０１１１】
そして、この波長多重光増幅装置４１は、その各要素内の光部品が、同一特性を有する光増幅部（ＥＤＦＡ）２ａ〜２ｆ，光カプラ１ａ〜１ｃ，光スイッチ，励起光源４、光アイソレータ３で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。例えば、図１１で（Ａ）を除く、（Ｂ）から（Ｆ）は全く同一であり量産化が可能となる。
また、図１１に示す波長多重光増幅ユニット３０の代わりに、図６に示した波長多重光増幅基本ユニット３０ｂによって構成されているとみなすことも可能である。すなわち、この波長多重光増幅装置４１は、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系４２とから構成されている。
【０１１２】
そして、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号をこれらの２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる。これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側に接続されるようにして、多段に接続されていることになる。
【０１１３】
また、光フィードバックループ系４２は、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ〔（Ａ）と付されたもの〕の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、これら多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力情報に基づいて、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの利得制御を行なう利得制御手段１５とをそなえて構成されている。
【０１１４】
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂへの入力を検出する入力モニタ（ＰＤ１０）をそなえ、利得制御手段１５が、出力情報及び入力モニタ（ＰＤ１０）での検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給して、この励起光源４の励起状態を制御する制御部１５ａをそなえて構成されている。
【０１１５】
なお、上記の第１実施形態で図７を用いて説明したものと同様に、波長多重光増幅ユニットを１段だけにした構成にすることも可能である。
図１３は、本発明の第２実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。この図１３に示す波長多重光増幅装置４１ａは、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと、光フィードバックループ系４２とをそなえて構成されている。ここで、この図１３に示す破線のように、光フィードバックループ系４２内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力光を直接、光フィードバックループ系４２内の光分岐部１ａに入力するような構成を考える。
【０１１６】
この図１３に示す光フィードバックループ系４２内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、１：１光カプラとして構成された光分岐部１ａと、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部２ａ，２ｂとをそなえるほか、入力ポートＰ1に、補助励起光源４ａが接続され、信号入力ポートＰ2に、光カプラ８と、合波器９と、ＥＤＦＡ１２と、利得等化器１３とを介して、光アイソレータ３が接続されて構成されている。なお、この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５における光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部は、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。
【０１１７】
さらに、光フィードバックループ系４２は、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａ，利得制御手段１５，ＰＤ１０，光アイソレータ３，光カプラ８，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，補助励起光源４ａ，コネクタ５，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえて構成されている。これらは、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。そして、ＰＤ１０において、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５への入力が検出され、ＰＤ１０ａにおいて、出力光パワーが検出されて、出力情報として出力される。さらに、利得制御手段１５内の制御部１５ａにおいて、これらの検出結果及び出力情報に基づいて利得制御信号が生成され、この利得制御信号が利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給され、この励起光源４の励起状態が制御されるようになっている。
【０１１８】
従って、この波長多重光増幅装置４１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえ、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力情報に基づいてこの第４の波
長多重光増幅基本ユニット３５の利得制御を行なう利得制御手段１５ａとをそなえて構成されていることになる。
【０１１９】
そして、このような構成によって、この図１３に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、破線のように、直接、光フィードバックループ４２内の光分岐部１ａに入力されて、的確な制御が行なわれる一方、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の光増幅部２ｂに、コネクタ５を介して、他の増幅ユニットが接続されてユーザを増設することができる。
【０１２０】
また、破線によらずに、この図１３の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号が波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力される場合は、言うまでもなく、光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにて２分配されてブロードキャストされるとともに、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力光信号は、Ｏ／Ｅ変換されて出力情報として、フィードバックされて、的確な波長多重光の出力制御がなされるようになる。また、コネクタ５を介して、分岐を増設することができるようになる。
【０１２１】
このようにして、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５のみによっても、光フィードバックループ系が構成されるので、簡易な設備として提供可能となる。また、ユーザは、波長多重光増幅装置４１ａを導入した後、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを新たに追加して購入することで、現在与えているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できるようになる。
（Ｃ）その他
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な用途に応用させることが可能である。
【０１２２】
上述した、可変減衰器１１ｂの代わりに、半固定光減衰器を用いてもよい。
また、第２実施形態において、コネクタ５をコネクタ６ａ，６ｂを用いて、実
施することも可能である。
さらに、このブロードキャスト機能により、光加入者系などの分配系に応用することが可能となる。
【０１２３】
図１４は、本発明を適用される光クロスコネクト装置の概略ブロックを示す図である。この図１４に示す光クロスコネクト装置５０は、並列スーパーコンピュータやＡＴＭコアスイッチ等に使用される大容量光スイッチであって、波長多重信号を分配するブロードキャスト部５１と、波長多重信号の一括切り換えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部５２とをそなえて構成されている。そして、これらのブロードキャスト部５１若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部５２における波長多重信号分配機能に、本発明の波長多重光増幅装置（図１参照）を適用することが可能である。
【０１２４】
すなわち、光クロスコネクト装置５０におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチ（スイッチング）に使用される波長多重光増幅装置であって、この波長多重光増幅装置３１が、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえて構成されている。ここで、ｍ，ｎは自然数を表し、この場合それぞれ、２５６である。また、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａ，１ｂと、光分岐部１ａ，１ｂの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ〜２ｆとから構成されている。
【０１２５】
そして、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｃの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、且つ、上記複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうち最前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３５の光分岐部１ａの他方の入力ポートＰ1に接続された励起光源４をそなえている。
【０１２６】
このようにして、光加入者系などの分配系に用いることができ、簡易でかつインサービスでの増設性を利用できるようになる。
また、上記の第１実施形態において、本波長多重光増幅装置が分岐ポートに適用される例を説明したが（図２参照）、さらに、別個の部材を用いることによって、本波長多重光増幅装置を適用される、光アド・アンド・ドロップ装置を構成することができる。
【０１２７】
図１５は、本発明を適用される光アド・アンド・ドロップ装置（光ＡＤＭ装置：Optical Add-Drop Multiplexer) の概略ブロックを示す図である。この図１５に示す、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３は、波長多重信号から任意の波長の光信号をドロップし、又、任意の波長の光信号をアドするものであって、光フィードバックループ系３４（同図左側の部分）と、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付された５種類の波長多重光増幅ユニット３０からなる第１ブロードキャストユニット５４ａと、（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付された３種類の第２ブロードキャストユニット５４ｂと、光キャリア信号出力部５６と、選択部５５とをそなえて構成されている。ここで、第１ブロードキャストユニット５４ａのユーザ数は１６であり、第２ブロードキャストユニット５４ｂのドロップ数は８である。
【０１２８】
そして、この図１５の左側から、例えば６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号は、そのｃｈ１〜ｃｈ３２が第２ブロードキャストユニット５４ｂにて、最大１６ユーザに対してドロップされ、また、別のｃｈ６５〜ｃｈ９６が光キャリア信号出力部５６からアドされて、６４波長多重（ｃｈ３３〜ｃｈ９６）された光信号がこの図１５の右側に向かって、伝送されるようになっている。
【０１２９】
この図１５に示す光フィードバックループ系３４は、Ｘ種類（Ｘは２以上の自然数）の波長の光信号からなる波長多重光信号を分配する（ブロードキャストする）初段ユニット６５を有する。
また、第１ブロードキャストユニット５４ａは、この初段ユニット６５の出力側に接続されて、初段ユニット６５から出力される波長多重光信号をブロードキャストするものであり、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、この初段ユニット６５の出力側に接続されて、初段ユニット６５から出力される波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップするものである。さらに、光キャリア信号出力部５６は、光キャリア信号を出力して光信号をアドするものであり、選択部５５は、第１ブロードキャストユニット５４ａの出力側および光キャリア信号出力部５６の出力側にそれぞれ接続されて、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重光信号と光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号とを選択的に出力するものである。
【０１３０】
そして、上記の初段ユニット６５は、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力し、かつ、他方の信号入力ポートＰ1に補助励起光源４ａ（又は励起光源４）が接続された光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとを有する初段波長多重光増幅基本ユニット７５として構成されている。従って、初段ユニット６５は、この初段波長多重光増幅基本ユニット７５のうちの、特別な例であることを意味する。
【０１３１】
また、第１ブロードキャストユニット５４ａは、５種類〔（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付されたもの〕の波長多重光増幅基本ユニット３０を有し、この波長多重光増幅基本ユニット３０内では、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，…のように、光分岐部と光増幅部とが相互に接続されている。従って、第１ブロードキャストユニット５４ａは、初段波長多重光増幅基本ユニット７５と同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポート１ａを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）に接続されるべく、多段に接続されるように構成されていることになる。また、この第１ブロードキャストユニット５４ａは、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ2に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５における一方の光増幅部２ａの出力ポートに接続されるように構成されている。なお、この例では、ユーザ数は１６であるが、波長多重光増幅ユニット３０をさらに、増設することにより、多くのユーザをインサービスで収容することが可能となる。
【０１３２】
一方、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、３種類〔（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付されたもの〕の波長多重光増幅基本ユニット３０を有し、８ユーザを収容することができ、さらに、あと２個の波長多重光増幅基本ユニット３０を追加接続して最大１６ユーザまで拡張できるようになっている。また、第１ブロードキャストユニット５４ａと同様に、（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付された各波長多重光増幅基本ユニット３０では、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，…のように、光分岐部と光増幅部とが相互に接続されており、従って、この第２ブロードキャストユニット５４ｂは、初段波長多重光増幅基本ユニット７５と同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるべく、多段に接続されるように構成されていることになる。さらに、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ2に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５における他方の光増幅部２ｂの出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタ２３′をそなえている。
【０１３３】
加えて、この図１５に示す光キャリア信号出力部５６は、所定の波長を有する光キャリア信号を出力するものであり、この機能は、光Ｅ／Ｏ変換器５６ａによって発揮される。なお、通過させる光信号の波長と同じ波長の光信号が出力されないように、光Ｅ／Ｏ変換器５６ａから、制御されている。
また、選択部５５は、Ｙ個の光スイッチ（スイッチ部）５５ａと、Ｙ個のカップリング部５５ｂと、多重部５５ｃと、アンプ５５ｅとをそなえて構成されている。このＹは２以上の自然数である。これらのＹ個の光スイッチ５５ａは、第１ブロードキャストユニット５４ａの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうものである。また、Ｙ個のカップリング部５５ｂは、これらの光スイッチ５５ａの波長多重光信号ラインと光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号ラインとのカップリングを行なうものであり、例えば光カプラによってこの機能は発揮される。そして、このカップリング部５５ｂにおいて、２方向から出力される光信号がカップリングされるようになっている。さらに、多重部５５ｃは、各カップリング部５５ｂからのＹ種類の光信号から一波のみ選択して出力するものであり、ＡＷＧによりこの機能は発揮される。そして、このＡＷＧの入力されるポート番号によって、波長多重された光信号のうちの一波が選択されて、各ポート毎に異なる波長の光信号が多重されて出力されるようになっている。アンプ５５ｅは、波長多重光信号の増幅を行なうものである。そして、Ｙ個の光スイッチ５５ａが、第１ブロードキャストユニット５４ａからのＹ種類の波長多重光信号を通過させて多重部５５ｃから出力するか、又は、光キャリア信号出力部５６からのＹ種類の光キャリア信号を多重部５５ｃから出力するかを選択的に切り換えるようになっている。
【０１３４】
なお、波長多重光増幅ユニット３０及び光フィードバックループ系３４は、上述したものと同じものであるので、更なる説明を省略する。
これにより、この図１５に示す波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３における光信号の流れは、次のようになる。すなわち、この図１５の左側からの波長多重光信号は、光フィードバックループ系３４内のコネクタ５，アイソレータ３，光カプラ８，８′，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３を介して、初段ユニット６５に入力される。そして、この初段ユニット６５にて、光増幅器２ａの出力が、第１ブロードキャストユニット５４ａに入力されて、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）光信号が、ブロードキャストされる。
【０１３５】
また一方、初段ユニット６５の光増幅器２ｂの出力が、第２ブロードキャストユニット５４ｂに入力されて、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）光信号が、ブロードキャストされ、そして、この第２ブロードキャストユニット５４ｂ内の最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）のそれぞれの出力ポートにこの６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）波長多重光信号が現れる。さらに、この６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）波長多重光信号は、ドロップ用光フィルタ２３′において、所望の波長を有する光信号が取り出され、ここにドロップ機能がなされるのである。従って、この第２ブロードキャストユニット５４ｂのドロップ機能は、図２の光カプラ２０ｂ，分岐部２１が協働して発揮するドロップ機能と同等であり、また、ドロップ用光フ
ィルタ２３′（図１５参照）は、図２のチューナブルフィルタ２３に相当している。なお、このドロップ用光フィルタ２３′は、波長固定の光フィルタを用いてもよい。
【０１３６】
そして、図１５における多重部５５においては、光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号と、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重光信号とが入力され、光スイッチ５５ａがＯＮのときは、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重信号がスルーされて（以下、通過されるという意味で用いる）、Ｙ種類の光信号がカップリング部５５ｂに入力され、多重部５５ｃにおいて、第１ポートでλ１〜λ１６のうちλ１の光信号が選択され、また第２ポートでλ１〜λ１６のうちλ２の光信号が選択され、同様に第１６ポートでλ１〜λ１６のうちλ１６の光信号が選択される。そして、各λ１〜λ１６の出力は再度多重されて出力され、アンプ５５ｅにおいて、増幅されてから図１５の右側から出力される。なお、このＹは、入力のＸ以下の自然数である。逆に、光スイッチ５５ａがＯＦＦのときは、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重信号は遮断されて、カップリング部５５ｂに、光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号が入力され、多重部５５ｃにおいて、これらの光キャリア信号が多重出力され、アンプ５５ｅにおいて、波長多重光信号は増幅されてから、図１５の右側から出力される。
【０１３７】
このような構成によって、この波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３内の第２ブロードキャストユニット５４ｂにてドロップが行なわれる一方、多重部５５ｃにてアドが行なわれるので、同一の波長多重光増幅ユニット３０を用いて、アド及びドロップ機能が発揮される。そして、これにより、本波長多重増幅装置の特長を活かして、光ネットワークが柔軟に増設又は拡張されることができる利点がある。
【０１３８】
さらに、光アド・アンド・ドロップ装置は、別の態様をとることもできる。
光アド・アンド・ドロップ装置を実現する際に、技術的に困難な点は、その装置でドロップした波長に信号光をアドすることである。すなわち、光アド・アンド・ドロップ装置を実現するためには、その装置にて、例えば０．４ｎｍ（ｎ：ナノ、１０の−９乗を表す）間隔のような非常に狭い間隔で並んだ波長多重信号光から、所望の波長が十分に除去され、また、その波長に別の信号が新たに加えられなければならない。
【０１３９】
この場合の技術的に解決困難な点又は課題は、次の（１），（２）のようになる。
（１）波長ドロップが、他の波長の信号に影響を与えないで、特定の波長を除去すること。
（２）新たにその波長に信号光を追加する場合に、追加する波長と除去されずに残った信号光との間で、コヒーレンスクロストーク（相互変調歪み）が生じること。
【０１４０】
このため、電気領域のアド・アンド・ドロップ装置を用いることによって、これらの困難に立ち向かって開発を進めるのも一方策であり、また、この方策は、波長スロット(又は、帯域)の有効利用を図ることができる。その一方、この方策は、光領域でアド・アンド・ドロップを行なうことに関して、得手及び不得手を考慮していない。
図１７は、本発明を適用される他の光アド・アンド・ドロップ装置のブロック図であり、この図１７に示す光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、上記の得手及び不得手を考慮し、また、容易に光アド・アンド・ドロップ機能を実現し得るものである。この図１７に示す光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、光フィードバックループ系４２ａと、初段ユニット６５ａと、第１ブロードキャストユニット５４ｄと、追加信号出力部６８と、伝送出力部６９とをそなえて構成されている。
【０１４１】
ここで、初段ユニット６５ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、第１の波長多重光信号をそれぞれ出力ポートＰ3，Ｐ4から出力するようになっている。
そして、初段ユニット６５ａは、Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を分配（ブロードキャスト）するものであって、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそれぞれ有し、初段波長多重光増幅基本ユニットとして機能している。この光分岐部１ａは、その信号入力ポート（入力ポートＰ1）に励起光源４ａが接続されており、その出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれが光増幅部２ａ，２ｂに接続されている。
【０１４２】
加えて、光フィードバックループ系４２ａは、上述したものと同様なものをそなえるほか、第１分散補償部（ＤＣ:Dispersion Compensator）６７ａを有する。この第１分散補償部６７ａは、ＥＤＦＡ（増幅部）１２と初段ユニット６５における光分岐部１ａの信号入力ポートとに接続されている。また、光信号を増幅して増幅光信号を出力するＥＤＦＡ（増幅部）１２が、この第１分散補償部６７ａの入力側に設けられており、第１分散補償部６７ａは、増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を光分岐部１ａの信号入力ポートに入力するようになっている。
【０１４３】
また、第１ブロードキャストユニット５４ｄは、初段ユニット６５ａの出力側に接続されて、初段ユニット６５ａから出力される第１の波長多重光信号をブロードキャストするものであって、初段波長多重光増幅基本ユニット７５ａと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０を、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付したように、５種類そなえている。そして、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニット３０は、それぞれ、その光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）における信号入力ポート（入力ポートＰ1，Ｐ2）を前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光増幅部２ａ（２ｂ，２ｃ）の出力側に接続され、多段に接続されるようになっている。
【０１４４】
さらに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０のうち（Ｂ）と付した最前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ1に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５ａにおける光増幅部１ａの出力ポートＰ3が接続されている。また、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０のうち（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタ２３ａをそなえて構成されている。また、これらの複数のドロップ用光フィルタ２３ａは、それぞれ、ドロップする波長を可変に設定できるようになっている。なお、複数のドロップ用光フィルタ２３ａは、固定波長のフィルタを用いることもできる。
【０１４５】
これにより、この第１ブロードキャストユニット５４ｄは、波長ドロップ用（ドロップ部）として、複数の波長多重光信号のコピーを生成し、このコピーされた波長多重光信号を用いるので、光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、他の波長への影響を考慮せずに、単に所定の波長の抽出処理に専念できるようになる。
また、この光アド・アンド・ドロップ装置５３ａの構成は、ドロップした波長に、更にアドすることを行なっておらず、波長スロット(又は、帯域)の有効利用を行なっていない。この理由は、光装置は、そのようなことを行なわなくとも十分な程度(例えば、１２８波、２４０波)の波長スロットの実現が可能だからである。
【０１４６】
さらに、追加信号出力部６８は、複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力するものであって、複数の光キャリア信号発生部（Ｅ／Ｏ）５６ａと、光増幅器２０ａと、光バンドパスフィルタ６８ａと、多重部（ＷＤＭ）５５ｃとをそなえて構成されている。
ここで、複数の光キャリア信号発生部５６ａは、それぞれ、複数の光キャリア信号を出力するものである。また、光増幅器２０ａは、それら複数の光キャリア信号を増幅して出力するものである。光バンドパスフィルタ６８ａは、複数の光キャリア信号発生部５６ａのそれぞれに接続されて、光増幅器２０ａから出力された光キャリア信号をフィルタリングするものである。なお、これらの光増幅器２０ａと光バンドパスフィルタ６８ａとは、それぞれ、信号増幅用として設けられたものであるので、信号パワーが十分な場合は、設置は不要である。
【０１４７】
さらに、多重部５５ｃは、複数の光キャリア信号発生部５６ａ側に接続されて、複数の光キャリア信号出力部５６ａからの複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力するものであって、例えば導波路型回折格子（ＡＷＧ）が用いられている。
そして、伝送出力部６９は、初段ユニット６５ａの出力側と追加信号出力部６８の出力側とに接続されて、初段ユニット６５ａからの第１の波長多重光信号と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号とのカップリングを行なうものであって、カップリング部（ＣＰＬ）５５ｂと、アンプ５５ｅと、第２分散補償部６７ｂとをそなえて構成されている。ここで、カップリング部５５ｂは、初段ユニット６５ａと追加信号出力部６８とに接続されて、初段ユニット６５からの第１の波長多重光信号と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号とをカップリングして第３の波長多重光信号を出力するものである。さらに、アンプ５５ｅは、カップリング部５５ｂからの第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された第３の波長多重光信号を出力するものであり、波長多重光信号を増幅するものである。加えて、第２分散補償部（ＤＣ）６７ｂは、伝送出力部６９の光増幅器５５ｅに接続されて、増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力するものである。
【０１４８】
そして、このような構成によって、アド・ドロップ処理が行なわれる。ここで、波長数に関しては、例えば、入力波長数は、３２波とする。また、その３２波の内、１波から２８波が、それぞれ、ドロップ用とスルー用とに割り当てられ、２９波から３２波が、それぞれ、アド用に割り当てられるものとする。
まず、図１７の左側から波長多重光信号（λ1〜λ32）が入力され、初段ユニット６５ａにて増幅された後、第１の波長多重光信号（λ1〜λ28）が、ドロップ用の第１ブロードキャストユニット５４ｄに入力されるとともに、波長多重光信号（λ1〜λ28）が、スルー用の伝送出力部６９とにそれぞれ、入力される。
【０１４９】
そして、第１ブロードキャストユニット５４ｄにて、波長ドロップ用に、複数の波長多重信号のコピーが作成され、ドロップ用光フィルタ２３ａから、所望の波長（λ1〜λ28）がドロップされる。ここで、図１５に示すものとは異なり、ドロップされた波長に対しては、アド処理がなされない。
一方、アドされる第２の波長多重光信号（λ29〜λ32）は、追加信号出力部６８から伝送出力部６９に入力される。そして、伝送出力部６９内のカップリング部５５ｂにて、第１の波長多重光信号（λ1〜λ28）と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号（λ29〜λ32）とがカップリングされ、第３の波長多重光信号（λ1〜λ32）が出力され、光増幅器５５ｅにて増幅されてから、次の中継点に対して出力される。
【０１５０】
このように、光アド・アンド・ドロップ装置５３ａにて、所定波長がドロップされて信号光がアドされる際に、非常に狭い間隔で並んだ波長多重信号光から、所望の波長が十分に除去又はドロップされ、また、その波長に別の信号が新たに加えられて伝送されるので、アド・アンド・ドロップ機能を発揮できる。
従って、次の２点を実現できるようになる。すなわち、（１）コピーされた波長多重信号が用いられるので、他の波長への影響を考慮せずに、所望の波長をドロップできる。（２）新たにその波長に信号光を追加する場合でも、追加する特定波長の信号光と、除去されずに残った信号光との間で、コヒーレンスクロストークが生じない。
【０１５１】
また、このようにして、波長多重信号のコピーが作成されるので、多くの末端ユーザに対して、サービスを提供することができる。
なお、この方法は、６４波、１２８波、２４０波の場合でも用いることができ、ドロップする波長数及びアドする波長数については、種々変更できる。例えば、１２８波の場合は、このうち１波から９６波をドロップ用又はスルー用に割り当て、９７波から１２８波をアド用に割り当てるようにする。
【０１５２】
なお、上述したもののほか、波長によって、光信号を分配するような、その他の用途にも応用することができる。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるのは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図２】光アド・アンド・ドロップ装置の原理ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる光分岐部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる利得制御手段の一つの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１４】本発明を適用される光クロスコネクト装置の概略ブロックを示す図である。
【図１５】本発明を適用される光アド・アンド・ドロップ装置の概略ブロックを示す図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１７】本発明を適用される他の光アド・アンド・ドロップ装置のブロック図である。
【図１８】光アド・アンド・ドロップ多重装置の構成の一例を示す図である。
【図１９】従来のファイバカプラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１ａ，１ｂ，１ｃ 光分岐部
２ａ〜２ｆ 光増幅部
３ 光アイソレータ
４ 励起光源
４ａ 補助励起光源
５ コネクタ
６ａ，６ｂ 斜めコネクタ
８，８′ 光カプラ
９ 合波器
１０，１０ａ，２２ｅ ＰＤ
１１ 光フィルタ
１１ａ 利得制御手段
１１ｂ 可変減衰器
１１ｃ 制御部
１１ｄ 波長多重光信号除去フィルタ
１２ ＥＤＦＡ
１３ 利得等化器
１４ ターミネータ
１５ 利得制御手段
１５ａ 制御部
２０ 光アド・アンド・ドロップ装置
２０ａ，２０ｃ 光増幅器
２０ｂ，２０ｂ′，２１ｂ 光カプラ
２１ 分岐部
２１ａ，２２ａ ＥＤＦ光増幅器
２２ 合流部
２２ｂ 合波部
２２ｃ １波用光アンプ
２２ｄ チューナブルレーザ
２３ チューナブルフィルタ
２３′，２３ａ ドロップ用光フィルタ
３０，３０ａ，３０ｃ，３０ｄ 波長多重光増幅ユニット
３０ｂ 波長多重光増幅基本ユニット
２５，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，４１，４１ａ，４１ｂ 波長多重光増幅装
置
３１ 第１の波長多重光増幅基本ユニット
３２ 第２の波長多重光増幅基本ユニット
３３ 第３の波長多重光増幅基本ユニット
３４，３４ａ，３４ｂ，４２，４２ａ 光フィードバックループ系
３５，３５ｂ 第４の波長多重光増幅基本ユニット
５０ 光クロスコネクト装置
５１ ブロードキャスト部
５２ 空間スイッチ・波長セレクタ部
５３，５３ａ 光アド・アンド・ドロップ装置
５４ａ，５４ｃ，５４ｄ 第１ブロードキャストユニット
５４ｂ 第２ブロードキャストユニット
５５ 選択部
５５ａ 光スイッチ
５５ｂ カップリング部
５５ｃ 多重部
５５ｅ，６０ａ，６０ｂ，６４ アンプ
５６ 光キャリア信号出力部
５６ａ 光Ｅ／Ｏ変換器
６３ 除算器
６４ａ トランジスタ
６５，６５ａ 初段ユニット
６６ 励起光再入力部
６７ 分散補償器
６８ 追加信号出力部
６８ａ 光バンドパスフィルタ
６９ 伝送出力部
７５ 初段波長多重光増幅基本ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光増幅装置及び波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバを用いた伝送技術の向上にともない、ポイント・トゥ・ポイントの光波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing) に関する事業が展開されている。その中で、フォトニックネットワークの技術開発もさかんに行なわれている。このフォトニックネットワークとは、光波長を識別情報として、多重・非多重を行なうネットワークである。このフォトニックネットワークの有する機能のうちの一つとして、光合流・分岐（又は光アド・アンド・ドロップ〔Optical Add and Drop〕）機能がある。このフォトニックネットワークの光合流・分岐装置内の分岐機能は、ブロードキャスト機能によって実現することができる。このブロードキャスト機能とは、多重化信号のそれぞれが進行する方向を分配する(distribute)機能を意味し、光信号パワーを分波する(demultiplexing)意味とは異なる。従来の技術での、このブロードキャスト機能を図１８を用いて説明する。
【０００３】
図１８は、光アド・アンド・ドロップ多重装置の構成の一例を示す図である。例えば、この図１８の左側の都市Ａから右側の都市Ｂに複数の波長（ｃｈ１〜ｃｈ６４）を多重した光信号が伝送される際に、途中の都市Ｃにて、このうちのｃｈ１〜ｃｈ３２が分岐（ドロップ）され、別のｃｈ１〜ｃｈ３２が合流（アド）されるような場合を考える。この例では、ｃｈ３３〜ｃｈ６４は通過（スルー）する。この図１８の左側からの波長多重された光信号は、光増幅器７０ａにて増幅されてから、ＡＯＴＦ(Acousto-Optical Tunable Filter)７０ｂにおいて、合流部７０ｄからくる光信号がアドされる。そして、この光信号の一部はドロップされて分岐部７０に入力され、他方の光信号は光増幅器７０ｃにて増幅されてこの図１８の右側に向かって伝送される。
【０００４】
このＡＯＴＦ７０ｂは、製造は困難であるが、大変便利なデバイスであり、ｃｈ１〜ｃｈ３２をドロップし、新たに、ｃｈ１〜ｃｈ３２をアドすることができる。ここで、ｃｈ（channel）番号は、割り当てられた波長に相当している。例えば、ｃｈ１がＡＯＴＦ７０ｂにてドロップされると、ｃｈ１は、完全に抜けた状態になるので、別の情報はｃｈ１に割り当てられてアドされ得る。また、ＡＯＴＦ７０ｂでドロップされた光信号は、ＥＤＦ光増幅器(Erbium-Doped Fiber Optical Amplifier)７１ａにて増幅された後、光カプラ７１ｂにて光信号パワーが分波されて、チューナブルフィルタ７２に入力され、各ポートには、波長多重された光信号が現れるようになっている。ここで、ＥＤＦ光増幅器７１ａで増幅する理由は、光信号が例えば１０００分岐(divide into 1000)されると、そのパワーが１０００分の１になるので、その元のパワーを維持しなければならないからである。また、光信号は、波長特性がないスプリッタ、又は、波長特性を有するＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating：導波路型回折格子) によって分配される。すなわち、この光アド・アンド・ドロップの機能を実現するコンポーネントは、光の波長により進行方向を変える性質を利用している。
【０００５】
これにより、波長多重光を所望の波長ごとに分配するときは、光増幅系にて非常に高い出力レベルまで増幅してから、分配するので、ＥＤＦ光増幅器７１ａでの後段部における、光信号のロスが効率に大きく影響していた。なお、この効率とは、励起光パワー(exitation optical power) から信号光パワーヘの変換効率を意味する。
ここで、図１８において、ドロップされた、３２ｃｈ波長多重された信号が、１６ポートに分岐される場合を考える。なお、各分岐ポートにおける光信号品質として、１ｃｈ当たり０ｄＢｍ（以下、０ｄＢｍ／ｃｈと表記する）を保つものとする。この場合は、各分岐ポートにおける光信号品質として、０ｄＢｍ／ｃｈを維持するためには、各分岐ポートでの出力パワーは１５ｄＢｍ（３２ｃｈなので３２ｍＷ）が必要となり、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、１５ｄＢｍに、１６分岐時の理論限界値を加えた値が必要となる。この理論限界値とは、分岐後の光信号が一定の品質を有するのに必要な、元の光信号の値をいう。よく知られているように、元の光信号を２分岐させたときは、分岐後のそれぞれの光信号は、元の値から３ｄＢ損失した値となり、また、１６分岐させたときは、分岐後
の各光信号値は、元の値から１２ｄＢ損失した値となる。従って、１本の光信号が１６分岐される場合には、元の光信号は、分岐後の各光信号のパワー値に対して１２ｄＢ大きい値を、最低限有していなければならない。換言すれば、１本の光信号が１６分岐される場合の、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力パワーの理論限界値は、１２ｄＢとなり、この例では、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端においては、１５ｄＢｍ＋１２ｄＢｍ＝２７ｄＢｍが必要となる。また、分岐用の光カプラ７１ｂの過剰損(excess loss) を考慮に入れると、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、（２７＋α）ｄＢｍの出力パワーが必要になる。以下では、このαを仮に２ｄＢとする。すなわち、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、２９ｄＢｍの出力パワーが必要になる。
【０００６】
一方、このＥＤＦ光増幅器７１ａに入力する系に着目すると、０ｄＢｍ／ｃｈが要求されて、３２ｃｈがドロップされるので、ＥＤＦ光増幅器７１ａへの総入力パワーは１５ｄＢｍとなる。なお、このＥＤＦ光増幅器７１ａは、光アイソレータ、光カプラ等の光部品からなり、これらによる２ｄＢ程度の損失がある。結局、このＥＤＦ光増幅器７１ａ内のＥＤＦＡ(Erbium-Doped Fiber Amplifier)（図示省略）の出力端では、３１ｄＢｍ（＝２７＋２＋２＝１２６０ｍＷ）の大出力となり、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端では、２９ｄＢｍ（＝７９０ｍＷ）である。また、ＥＤＦ光増幅器７１ａでの励起光から信号光への変換効率を５０％と仮定すると、必要な励起パワーは１５８０ｍＷにもなる。
【０００７】
以上、この光増幅部７１の動作状態を纏めると、次の（１）〜（４）のようになる。
（１）入力パワー１５ｄＢｍ（０ｄＢｍ／ｃｈ、３２波）
（２）出力パワー２９ｄＢｍ（ＥＤＦＡの出力端では３１ｄＢｍ）
（３）利得は１４ｄＢ
（４）所要励起パワー１５８０ｍＷ
このことから、ＥＤＦ光増幅器７１ａの出力端から光増幅部７１の出力端までの間では、１２６０ｍＷ×０．３７＝４７０ｍＷ（１２６０ｍＷ＝３１ｄＢｍ）も信号光パワーが消失することがわかる。すなわち、信号パワーを高めた時点で、過剰損失（０．３７；−２ｄＢに相当）を被るので、無駄になる信号パワーが多くなる。また、たとえ分岐数が少なくても、初期導入時に高出力の光増幅器が必要であるので、初期の投資費用が大きかった。
【０００８】
従って、このブロードキャスト機能が効率よく実現されることが要求される。すなわち、より効率のよいブロードキャスト装置が実現されれば、光信号が分配されたところより後段に、各ポート毎に波長選択を行なう光フィルタを設置することによって、所望の波長の信号を選択できるようになって、柔軟に分配できるようになる。また、このブロードキャスト機能が実現されれば、光加入者系などの分配系に用いることもできる。
【０００９】
なお、特開平3-123323号公報（以下、刊行物と称する）には、分岐の度に生じる光強度の減少を防止し、分岐できる階層を大幅に増大させるようにしたファイバカプラの技術が開示されている。図１９は、この刊行物に記載されたファイバカプラの構成を示す図である。この図１９に示すものは、ファイバカプラを組合わせて分岐の階層を３段とした場合の例であって、入力部３に入力された信号光ＳＯは分岐部２へ、他の入力部３に入力された励起光Ｐも分岐部２へ導入され、同分岐部２において光ファイバ１の出力側４に分配され、それから増幅用ファイバ５に伝送される。増幅用ファイバ５で増幅された信号光は、その後第２の分岐部１２により第２の光ファイバ１３に分配され、更に第３の分岐部１４により第３の光ファイバ１５に分配されて信号光Ｓ1〜Ｓ8として出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この刊行物に記載された技術には、単波長の光に係る技術であって、波長多重光に係る技術については、何ら言及されていない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、波長多重光信号を合流させて分岐出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置若しくは光クロスコネクト装置におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチに使用される波長多重光増幅装置であって、１：１光カプラとＥＤＦＡとを交互に接続した基本増幅ユニットを多段に接続していくことで、光信号のパワーロスを分散させて高効率な増幅が行なえるとともに、インサービスでの分岐ポートの増設が可能となり、光アイソレータを不要にし若しくはアイソレーション所要値を小さくすることによる系の安定化が行なえ、また、全ポートの利得を一定に保つことができるような制御をかけることが可能となるような、波長多重光増幅装置を提供し、併せて、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このため、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる第１の波長多重光増幅基本ユニットと、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第２の波長多重光増幅基本ユニットと、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの他方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第３の波長多重光増幅基本ユニットと、からなり、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートから入力された該波長多重光信号を、該第２および第３の波長多重光増幅基本ユニットにおける各２つの光増幅部を通じて４つに分配出力する波長多重光増幅ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅ユニットが、その第１の波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット又は第３の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅ユニットが、１つ又は２つの波長多重光増幅ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続され、更に、該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の第４の波長多重光増幅基本ユニットが該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットの入力側にそなえられ、該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットにおける該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、当該第４の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力が接続されるように構成され、かつ、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの上流側にそなえられ、該複数の波長多重光増幅ユニットをなす第１〜第４の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部への該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１２】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
【００１３】
加えて、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていてもよい。
【００１４】
さらに、第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
また、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１５】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
加えて、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されてもよい。
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
【００１６】
そして、本発明の波長多重光増幅装置は、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットをそなえ、更に、該波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１７】
そして、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよい。
さらに、波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもできる。
また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部は、１：１光カプラとして構成することができ、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部は、光分岐部での分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成することができ、あるいは、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することができ
る。
【００１８】
さらに、上記の利得制御手段は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、このフィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されてもよく、このフィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されてもよい。
【００１９】
また、本発明の波長多重光増幅装置は、Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力されて、該Ｍ種類の波長の光信号を分岐しうるとともに、該Ｍ種類の波長の光信号とは別のＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力され、該Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とともに該Ｎ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号について、（Ｍ＋Ｎ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を出力しうる合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、該波長多重光増幅装置が、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｌ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００２０】
そしてまた、本発明の波長多重光増幅装置は、波長多重信号を分配するブロードキャスト部と、該ブロードキャスト部で分配された波長多重信号の一括切り替えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部と、をそなえ、ｍ×ｎのマトリックス光スイッチングを行なう光クロスコネクト装置における該ブロードキャスト部若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部での波長多重信号分配機能に適用される波長多重光増幅装置であって、該波長多重光増幅装置が、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴としている。
【００２１】
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップする第２ブロードキャストユニットと、Ｙ種類の光キャリア信号を出力して光信号をアドする光キャリア信号出力部と、該第１ブロードキャストユニットの出力側および該光キャリア信号出力部の出力側にそれぞれ接続されて、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号と該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号とを選択的に出力する選択部とをそなえ、該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、該波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波
用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの合波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、該第２ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、かつ、該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される合波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、該選択部が、該第１ブロードキャストユニットの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうＹ個のスイッチ部と、該Ｙ個のスイッチ部に対応して設けられ、該対応するスイッチ部の波長多重光信号ラインと該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号ラインとのカップリングをそれぞれ行なうＹ個のカップリング部と、該Ｙ個のカップリング部からのＹ種類の光信号を光波長多重して出力する多重部とを有し、該Ｙ個のスイッチ部が、それぞれ、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号を通過させて該多重部から出力するか、又は、該光キャリア信号出力部からのＹ種類の光キャリア信号のうちで対応付けられた光キャリア信号を該多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
そして、上記の波長多重光増幅装置は、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されてもよく、多段に接続された波長多重光増幅基本ユニットうちの最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成
分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されてもよく、また、波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、波長多重光増幅ユニットの信号入力ポートに、その一方の光増幅部の出力が接続された第４の波長多重光増幅基本ユニットと、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、波長多重光増幅基本ユニットとに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部とをそなえて構成することもできる。
【００２３】
加えて、励起光再入力部は、第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、フィルタにて抽出された励起光を再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよく、最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、フィルタにて抽出された励起光を再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよく、また、第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、フィルタに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニットにおける他方の入力ポートに接続され、フィルタにて抽出された励起光を波長多重光増幅基本ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の該第１の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する追加信号出力部と、該初段ユニットにおける２つの分配出力の他方と該追加信号出力部の出力とが接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの該第２の波長多重光信号とのカップリングを行なう伝送出力部とをそなえ、該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該第１の波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増
幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、かつ、該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される分波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、該追加信号出力部が、アド用に、互いに異なる波長の光キャリア信号をそれぞれ出力する複数の光キャリア信号発生部と、該複数の光キャリア信号発生部側に接続されて、該複数の光キャリア信号出力部からの該複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する多重部とをそなえ、該伝送出力部が、該初段ユニットと該追加信号出力部とに接続されて、該初段ユニットからの該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの第２の波長多重光信号とをカップリングすることにより、該第１の波長多重光信号に該第２の波長多重光信号をアドして、第３の波長多重光信号として出力するカップリング部と、該カップリング部からの該第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された該第３の波長多重光信号を出力する光増幅器とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００２５】
さらに、初段ユニットの入力側に設けられ、光信号を増幅して増幅光信号を出力する増幅部が設けられ、増幅部と初段ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートとに接続され、増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を光分岐部の信号入力ポートに入力する第１分散補償部をそなえて構成することもできる。
そして、伝送出力部の光増幅器に接続されて、増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力する第２分散補償部をそなえて構成すること
もできる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、本発明の波長多重光増幅装置によれば、第１の波長多重光増幅基本ユニットと、第２の波長多重光増幅基本ユニットと、第３の波長多重光増幅基本ユニットとからなる波長多重光増幅ユニットが複数多段に接続されるとともに、第４の波長多重光増幅基本ユニットと、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成されているので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合よりも光信号パワーが大幅に小さくなり、従って、より高効率特性が得られる利点がある。また、第１〜第３の波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、光分配系の中に増幅媒体が分散されて配置される結果、光アイソレータに頼らずとも安定な光増幅器が実現できる利点がある。さらに、光増幅部と、光分岐部とが交互に接続されるため、増幅器内の実効利得が低くなって、反射に対して耐性が生じるようになり、また、分岐損よりも光増幅部の利得を低くすれば、実効利得がマイナスとなり、光アイソレータで各光増幅部を挟む必要がなくなり、系の簡易化が図れるようになる。その上、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損を小さくでき、光アイソレータがなくても反射による不安定動作をなくすことができるようになる利点がある。
【００２７】
さらに、第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。
【００２８】
また、本発明の波長多重光増幅装置によれば、波長多重光増幅基本ユニットが多段に接続されるとともに、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成され、この波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、ユーザがサービスの増設を欲したときに、インサービスでの増設が簡易に行なえる利点がある。すなわち、ユーザは、この波長多重光増幅ユニットを新たに追加して購入することで、簡易に分岐数を拡張できるようになり、また、現在与えているサービスを中断せずに行なえるようになる。そして、最前段の励起光源が、最後段の波長多重光増幅基本ユニットを励起できる十分なパワーを有していれば、途中段の波長多重光増幅基本ユニットには励起光源を設置しなくてもよく、また、途中段の波長多重光増幅基本ユニットには必要に応じて励起光源を設置すればよく、さらに、全ての波長多重光増幅基本ユニットに励起光源を接続すること可能となり、柔軟な励起方法が採れるようになる利点がある。加えて、各要素内が同一特性を有する光部品で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。
【００２９】
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、この励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。
【００３０】
さらに、本発明の波長多重光増幅装置によれば、波長多重光増幅基本ユニットと、励起光源と、合波部と、利得等化器と、利得制御手段とをそなえて構成され、この波長多重光増幅基本ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、この光分岐部の２つの出力ポートのそれぞれに接続された光増幅部とから構成されているので、簡易な設備としてユーザに提供でき、また、ユーザは現在与えられているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できる利点がある。
【００３１】
さらに、波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、利得制御手段が、出力情報及び入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器の入力側に設けられた励起光源へ供給して、励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成することもでき、このようにすれば、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となり、最前段に設置された励起光源にフィードバック制御をかけることによって、全ポートにおける利得の波長特性を制御できる利点がある。
【００３２】
そして、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニット又は波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されてもよく、このようにすれば、必要に応じて励起光パワーを増加させることができる利点があり、また、光分岐部（１：１光カプラ）を利用して励起光源も等しく分配されるので、簡単な構成で各光増幅部へ等しい励起光パワーも供給できるようになり、励起光と信号光とを合波する合波器が不要またはその所要数を削減できる利点もある。
【００３３】
また、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート、若しくは、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート、若しくは、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されてもよく、このようにすれば、反射戻り光による不安定動作を回避できるだけでなく、出力側から入力側へ集まる逆方向ＡＳＥが遮断されて逆方向ＡＳＥによる光増幅器の飽和を防ぐことができる利点がある。
【００３４】
加えて、上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていてもよく、若しくは、上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されてもよく、このようにすれば、コネクタ面においての光の反射を起こさないで済むので、無駄な光の増幅を防止することができる利点がある。
【００３５】
さらに、上記の利得制御手段は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、このフィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されてもよく、このフィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されてもよく、このようにすれば、フィードバックを掛けるポートが１ポートで済む上、最前段の励起光源から、各ポートの利得を一定に保つために励起光を変化させることができるようになり、簡易な構成で全てのポートの利得を一定に保つことが可能となる。
【００３６】
また、上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部は、１：１光カプラとして構成することができ、また、光増幅部は、光分岐部での分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成することができ、また、上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することができるので、このようにすれば、出力側から見て、分岐と増幅が交互に行なわれていることとなって、各光増幅部は、２分岐により損失するパワーロス（例えば３ｄＢ）を補うだけの大きさの利得（例えば１８ｄＢ）で増幅すれば、理論限界値（例えば１５ｄＢｍ）を維持できるようになり、効率のよい拡張性を発揮できるようになる上、安定な光増幅器が実現できるようになり、光パワーが局所的に高くなる部分が無いので、より高効率特性が得られる利点がある。
【００３７】
また、本発明の波長多重光増幅装置によれば、Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とを入力するとともに、（Ｍ＋Ｎ−Ｌ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とＬ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とに分岐して出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続されて使用されるので、簡易にブロードキャスト機能が実現でき、また、インサービスでの分岐ポートの増設が可能となる利点がある。
【００３８】
さらに、本発明の波長多重光増幅装置によれば、光クロスコネクト装置におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチに使用されるので、光加入者系などの分配系に用いることができ、簡易でかつインサービスでの増設性を利用できるようになる。
さらに、本発明の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置は、初段ユニットと、第１ブロードキャストユニットと、第２ブロードキャストユニットと、光キャリア信号出力部と、選択部とをそなえるとともに、励起光源，ドロップ用光フィルタをそなえ、上記の選択部が、Ｙ個のスイッチ部と、Ｙ個のカップリング部と、多重部とを有し、このスイッチ部が、Ｙ種類の波長多重光信号を通過させて多重部から出力するか、又は、Ｙ種類の光キャリア信号を多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されているので、同一の波長多重光増幅ユニットを用いてアド及びドロップ機能が実現でき、そして、これにより、光ネットワークが柔軟に増設又は拡張されることができるようになる利点がある。また、コピーされた波長多重信号が用いられるので、他の波長への影響を考慮せずに、所望の波長の抽出処理が行なえるとともに、例えばコヒーレントクロストークを簡単に回避できる利点がある。
【００３９】
そして、本発明の波長多重光増幅装置によれば、入力光を増幅する光増幅媒体と、光増幅媒体から出力される光信号を複数の光信号に分岐して、その分岐損を補償すべく、分岐された光信号のそれぞれを増幅する光分岐増幅部と、分岐増幅部に接続されて、分岐増幅部からの光信号に従って、光増幅媒体の利得を制御する利得制御手段とをそなえて構成されているので、漏れ励起光が、再度利用できて効率的な増幅を行なえる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は、本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、１つの光信号を３２ユーザへ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、３２ユーザのうちの１６ユーザを図示しており、主に、図２に示すようなシステムにて使用されている。
【００４１】
図２は、光アド・アンド・ドロップ装置（波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置）の原理ブロック図であり、本発明の第１実施形態にかかるブロードキャスト部の構成を示している。この図２に示す光アド・アンド・ドロップ装置２０は、この図２の左側からの６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号のうち、ｃｈ１〜ｃｈ６４を分岐（ドロップ）するとともに、別のｃｈ６５〜ｃｈ９６を合流（アド）させて、この図２の右側に向かって、９６波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ９６）された光信号を伝送するものであって、光増幅器２０ａ，２０ｃ，光カプラ２０ｂ，２０ｂ′，光分岐部２１，光合流部２２をそなえて構成されている。ここで、光合流部２２は、光増幅を行なうＥＤＦ光増幅器２２ａと、複数の光信号を合波する合波部２２ｂと、１波長について光増幅する１波用光アンプ２２ｃと、波長可変なチューナブルレーザ（ＴＬ）２２ｄと、Ｏ／Ｅ変換を行なうＰＤ(Photo Diode)２２ｅとをそなえて構成されており、また、光分岐部２１は、元の光信号パワーを維持するためにパワー増幅するＥＤＦ光増幅器２１ａと、光信号を分波する光カプラ２１ｂとを設けている。
【００４２】
このＰＤ２２ｅの役割は、信号を受信しチューナブルレーザ２２ｄにて別波長で同一信号を伝送するための信号を出力することである。また、ＰＤ２２ｅとチューナブルレーザ２２ｄとの組み合わせは、いわゆる、トランスポンダである。
そして、この図２の左側からくる波長多重された光信号は、光増幅器２０ａにおいて増幅され、光カプラ２０ｂにおいて、その光信号の一部はドロップされるとともに、合流部２２からくる光信号がアドされて、光カプラ２０ｂ′に入力され、光カプラ２０ｂ′において、その光信号と光増幅器２０ａにて増幅された光信号（ｃｈ１〜ｃｈ６４）とが合流し（ｃｈ１〜ｃｈ９６）、光増幅器２０ｃにおいて増幅されてから、右側に伝送されるようになっている。さらに、分岐部２１において、例えば６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号は、ＥＤＦ光増幅器２１ａにて６４倍に増幅されてから、光カプラ２１ｂにて分波されて、各ポートには、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号が分配され、波長選択用の光フィルタ２３にて所望の波長の光信号が選択されるようになっている。従って、この光アド・アンド・ドロップ装置２０によって、各ポートに波長多重信号が出力されており、この機能は、本波長多重光増幅装置２５を適用することによって、実現することができる。
【００４３】
図１に戻って、この図１に示す波長多重光増幅装置２５は、複数の波長多重光増幅ユニット３０を複数そなえて多段に接続された部分〔（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付されたもの〕と、光フィードバックループ系３４（同図左側の部分）とから構成されている。ここで、これらの接続の関係を図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅ユニット３０のブロック構成を示す図である。この図３に示す波長多重光増幅ユニット３０は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートの一方に、光アイソレータ３が接続され、他方に励起光源４が接続されて構成されている。
【００４４】
ここで、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１は、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。この光分岐部１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力するものである。また、この光分岐部１ａは、１：１光カプラから構成されている。そして、光増幅部２ａ，２ｂはそれぞれ、光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続されたものであり、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはこの分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されている。また、この光増幅部２ａ，２ｂはそれぞ
れ、ＥＤＦ(Erbium-doped fiber)又はＥＤＷ(Erbium-doped Waveguide)等から構成され、分岐損（３ｄＢ）に近い３〜６ｄＢ程度の利得を有する。
【００４５】
また、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の一方の光増幅部２ａの出力側に、その信号入力ポートＰ2の入力側が接続されたものであり、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の他方の光増幅部２ｂの出力側に、その信号入力ポートＰ1の入力側が接続されたものである。ここで、これらの光分岐部１ｂ，１ｃの入出力ポート名は、光分岐部１ａの入出力ポート名と同一であり、以下の説明において、図面に明示しないで、これらのポート名を使用することがある。
【００４６】
また、この波長多重光増幅ユニット３０内の光アイソレータ３は、順方向の光ビームは通過させるが、逆方向の光ビームは通過させない光部品であり、反射戻り光に対して耐性が高められるようになっている。さらに、励起光源４は、外部から制御されうるＬＤ(Laser Diode) であって、その出力が可変に制御されるようになっている。加えて、この波長多重光増幅ユニット３０は、光アイソレータ３の入力側と、光分岐部１ｂの入力ポートと、光分岐部１ｃの入力ポートと、光増幅部２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの出力側にそれぞれ、コネクタ５を設けている。
これらのうち、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とは、補助励起光源４ａが入力されるようになっている。これより、上記の第２の波長多重光増幅基本ユニット３２における他方の入力ポートＰ1と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３における他方の入力ポートＰ2に、補助励起光源４ａが接続されるように構成されていることになる。なお、以下の説明で参照する図面中で、この波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ｂと光分岐部１ｃとのそれぞれに接続されているコネクタ５の表示を便宜上省略することがある。
【００４７】
このように、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１では、光分岐部１ａの入力側の２ポートＰ1，Ｐ2のうち、一方のポートＰ1が励起用ポートとして、他方のポートＰ2が入力ポートとして使用され、この光分岐部１ａの出力側の２ポートＰ3，Ｐ4に、それぞれ分岐損，光カプラ（光分岐部１ａ）の過剰損及びコネクタ損を補償する程度の等しい利得の増幅媒体（光増幅部２ａ，２ｂ）が接続されている。また、光分岐部１ａ（１：１光カプラ）が、信号光パワーの２分岐と励起光パワーとの２分岐に同時に使用されるようになっている。そして、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２及び第３の波長多重光増幅基本ユニット３３においても、全く同様な構成となっており、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１内の光増幅部２ａが、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２内の光分岐部１ｂの入力ポートＰ2に接続され、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１内の光増幅部２ｂが、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３内の光分岐部１ｃの入力ポートＰ1に接続されている。これから、この波長多重光増幅ユニット３０は、光信号を分配する分配系としても機能している。
【００４８】
一方、この図３に示す波長多重光増幅ユニット３０の出力側のコネクタ５のうち、最上部のもの（図３で右側の一番上にあるもの）から入力側を見た場合、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃが交互に接続されているようになる。各光増幅部２ａ〜２ｆの出力レベルを１５ｄＢｍ／ｃｈ（＝０ｄＢｍ／ｃｈ）に維持するためには、各光増幅部２ａ〜２ｆの利得は、２分岐により損失するパワーを補うべく３ｄＢでよく、従って各光増幅部２ａ〜２ｆの入力光信号のパワーは１８ｄＢｍに設定すると、分岐で３ｄＢ損失しても増幅によってその３ｄＢを補うことができるようになる。換言すれば、各光増幅部２ａ〜２ｆは、２分岐により損失するパワーロス（例えば３ｄＢ）を補うだけの大きさの利得（例えば１８ｄＢ）で増幅すれば、理論限界値（例えば１５ｄＢｍ）を維持
できるようになり、減衰せずに、効率よくユーザ数を拡張できるようになる。さらに、光信号が増幅された後に、別個の光分配系を設けて、そこで光信号を分配するといった構成でなく、光分配系の中に増幅媒体が分散して配置されているので、損失が分散されるようになっている。
【００４９】
また、光増幅部２ａ〜２ｆ（ＥＤＦＡ）と、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）とが交互に接続されるため、増幅媒体たるＥＤＦＡが分岐損で分断されるために、増幅器内の実効利得が低くなって、反射に対して耐性が生じるようになる。すなわち、アイソレーションの所要値が小さくても安定に動作したり、あるいは、光アイソレータ３で各光増幅部２ａ〜２ｆを挟む必要がなくなったりするので、反射による不安定動作をなくすことができるようになる。
【００５０】
この意味は次のようになる。ＥＤＦＡが使用される場合には、そのＥＤＦＡの前後に接続される光部品間で、光の反射による発振が起こるので、この発振が起こらないように、光アイソレータ３を設けてＲ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１になるようにしなければならない。ここで、Ｒ1はＥＤＦＡの前段の光部品の反射係数、Ｒ2はＥＤＦＡの後段の光部品の反射係数、ＧはこのＥＤＦＡの利得である。本実施形態のように、部品が多段に交互に接続された場合には、ＥＤＦＡの前後の光部品によりロスが生じるので、光アイソレータ３がなくても、Ｒ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１の安定条件が満たされて、安定な動作となる。また、分岐損による損失よりもＥＤＦＡの利得が低いと、ＥＤＦＡと１：１光カプラとの組み合わせの実効利得はマイナスとなり、僅かに損失となるので、光アイソレータ３は不要となる。この場合には、波長多重光増幅ユニット３０内で、少しづつ光信号パワーが分配ポートに向かって下げられることで、信号品質が維持されつつ、系の簡易化が図れるようになる。また、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損が小さくなる利点もある。
【００５１】
再度図１に戻り、図１に示す（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０のうち、（Ｂ）の光増幅部２ｃが（Ｃ）に接続され、同様に、（Ｂ）の光増幅部２ｄが（Ｄ）に接続され、（Ｂ）の光増幅部２ｅが（Ｅ）に接続され、（Ｂ）の光増幅部２ｆが（Ｆ）に接続されている。すなわち、これらの波長多重光増幅ユニット３０が、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０（（Ｂ）と付されたもの）における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。さらに、（Ｃ）の光増幅部２ｃの出力が、光フィードバックループ系３４に入力されることにより、全ポートの利得が一定に保たれるように、利得の波長特性が一定に制御されるようになっている。
【００５２】
図４は、本発明の第１実施形態にかかる光分岐部１ａ（又は１ｂ，１ｃ）の構成を示す図である。この図４に示す光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）は、１：１光カプラにより構成されており、ポートＰ1とポートＰ2とからそれぞれ入力される光信号を合波するとともに、ポートＰ3とポートＰ4とにそれぞれ光信号を分波して出力するものである。このポートＰ1から入力される光信号のパワーＷ1は分波されて、ポートＰ3，ポートＰ4において、その光信号のパワーＷ2，Ｗ3が、Ｗ1の半分になる。また、後述する他の実施形態及びその変形例においても、これらの光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）は、この図４に示すような構成をとる。なお、上記の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１，第２の波長多重光増幅基本ユニット３２，第３の波長多重光増幅基本ユニット３３における上記の光分岐部１ａ〜１ｃ，光増幅部２ａ〜２ｆ及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。
【００５３】
再度図１に戻って、光フィードバックループ系３４は、次のように構成されている。すなわち、この光フィードバックループ系３４は、光分岐部１ａと、利得制御手段１１ａと、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０からなる入力モニタ部分と、光カプラ８′，励起光源４，合波器（合波部）９からなる合波部分と、ＥＤＦＡ１２，利得等化器(Gain Equalizer)１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５からなる増幅部分とをそなえて構成されている。
【００５４】
ここで、光分岐部１ａは、最後段の波長多重光増幅ユニット３０からの出力を取り出すものであり、１０：１光カプラによってこの機能が発揮される。利得制御手段１１ａは、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０からの出力情報に基づいて、多段に配置された複数の波長多重光増幅ユニット３０の利得制御を行なうものであって、この機能は、光フィルタ１１，可変減衰器１１ｂ，制御部１１ｃによって発揮されている。この光フィルタ１１は、出力情報中の所望の波長光信号を選択するものであり、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されている。また、可変減衰器１１ｂは、この光フィルタ１１からの光信号を減衰させて利得等化器１３の入力側に供給するものであり、この機能は、光減衰器によって発揮される。そして、制御部１１ｃは、利得の波長特性の制御を行なうものであって、励起光源４の出力を制御しうるものである。
【００５５】
これらにより、光分岐部１ａから出力される波長多重光信号は、この光フィルタ１１において、その波長多重された帯域以外の光周波数を有する光信号（出力情報）が選択され、その波長について、レーザ共振が行なわれることによって検出され、そして、制御部１１ｃによって、利得の波長特性が制御され、可変減衰器１１ｂにて、光信号が減衰されるとともに、励起光源４，補助励起光源４ａの出力が制御されるのである。これにより、励起光源４の出力と、（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ａの入力ポートＰ1に入力される補助励起光源４ａの出力とが、自動的に制御され（ＡＰＣ：Auto Power Control) 、すべての光分岐部１ａ〜１ｃにおける利得の波長特性の制御が可能となる。
【００５６】
さらに、光アイソレータ３は、この光フィードバックループ系３４での光増幅について、アイソレーションを行なうものであり、光カプラ８は、次段への出力と入力モニタとの比を、１０：１にした光カップリングを行なうものであり、ＰＤ１０は、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５への入力を検出するものであり、このフィードバック系３４に入力される入力光源が、光カプラ８にてカップリングされることによってモニタリングされるようになっている。
【００５７】
そして、光カプラ８′は、前段からの入力信号とフィードバック信号との比を、１０：１にした光カップリングを行なうものであり、また、励起光源４は、励起用のＬＤであり、合波器９は、励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波するものである。
さらに、ＥＤＦＡ１２は、増幅用ファイバであり、利得等化器１３は、このＥＤＦＡ１２から出力される光信号を光周波数について等化するものであり、合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装されている。そして、ＥＤＦＡ１２から出力される、凸凹のある光信号の増幅利得特性が、この利得等化器１３により、平坦にされるようになっている。さらに補助励起光源４ａは、補償用の光源であって、（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０の光分岐部１ａの入力ポートＰ1に入力されるようになっており、波長多重光増幅ユニット３０におけるすべての光分岐部１ａ〜１ｃにおける利得の波長特性の制御が可能となる。
【００５８】
従って、波長多重光増幅装置２５は、入力光を増幅するＥＤＦＡ１２（光増幅媒体）と、このＥＤＦＡ１２から出力される光信号を複数の光信号に分岐して、その分岐損を補償すべく、分岐された光信号のそれぞれを増幅する（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した波長多重光増幅ユニット３０（光分岐増幅部）と、この光分岐増幅部に接続されて、光分岐増幅部からの光信号に従って、ＥＤＦＡ１２の利得を制御する利得制御手段１１ａとをそなえて構成されたことになる。
【００５９】
また、波長多重光増幅装置２５は、光増幅器として機能しており、光分岐手段と、励起光源４と、モニタ手段と、制御手段（利得制御手段１１ａ）とを設けている。ここで、光分岐手段は、入力光を光増幅する部分を有し入力光を複数に分岐するものとして機能し、この機能は、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した波長多重光増幅ユニット３０が協同して実現されている。さらに、励起光源４は、この光分岐手段の光増幅部分を励起するための励起光を発生させるものである。加えて、モニタ手段は、上記光分岐手段の出力をモニタするものとして機能し、この機能は、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０が協同することにより、その機能が発揮されている。また、利得制御手段１１ａは、モニタ手段で検出した値に基づき励起光の制御を行なう機能を有する。
【００６０】
また、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、この光コネクタ５を介した補助励起光源４ａと、利得等化器１３との出力をカップリングして、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力するものであって、上記と同様に光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。従って、波長多重光増幅ユニット３０は、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と同じ構成であって、多段に配置された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅ユニット３０（Ｂと付されたもの）における第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートＰ2に、その一方の光増幅部２ａの出力側が接続されていることになる。
【００６１】
これにより、この波長多重光増幅装置２５の動作の流れは、次のようになる。すなわち、この図１の（Ａ）と付された第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力され、この波長多重光増幅ユニット３０において、その信号は４分岐される。そして、これらの４分岐された光信号はそれぞれ、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｄ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｅ）と付された波長多重光増幅ユニット３０と、（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０とに入力されて、１６分配されるようになっている。また同様に、この図１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ａから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、こうしてブロードキャスト機能が実現されるのである。
【００６２】
また、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０から出力される光信号は、光フィードバックループ系３４の光分岐部１ａに入力され、この光分岐部１ａからの光信号は、光フィルタ１１へ入力され、波長多重される周波数領域外の周波数を有する光信号が抽出され、制御部１１ｃにおいて、その抽出された光信号のパワーが監視されて、可変減衰器１１ｂにおいて減衰量が調節されることにより、光カプラ８′の入力が制御される。さらに、この制御部１１ｃからの制御信号が、励起光源４，補助励起光源４ａに入力される。
【００６３】
一方、この図１の左側からくる、他の波長多重光増幅装置からの光信号は、光コネクタ５を介して、光アイソレータ３を通って、光カプラ８に入力され、ＰＤ１０にてその大きさが常にモニタリングされる。さらに、合波器９において、光カプラ８′からの出力は、励起光源４からの光信号と合波され、ＥＤＦＡ１２において、この信号は、光増幅されて、利得等化器１３において、その光スペクトルが平坦化されて、そしてこの利得等化器１３からの光信号と、補助励起光源４ａから出力される光信号とが、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａにおいて、カップリングされて、再び光増幅部２ａあるいは光増幅部２ｂに入力されるのである。
【００６４】
このように、本波長多重光増幅装置２５は、波長多重光増幅ユニット３０が多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４とを内蔵し、利得一定制御、低雑音化及び利得帯域の平坦化を図る目的で、励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３等によって、入力パワーと出力パワーとがモニタリングされて制御が行なわれている。また、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａ（１：１光カプラ）によって、光の補償が可能となる。また、この波長多重光増幅装置２５は、１つのポートからの光信号をフィードバックして、レーザ共振器（光フィルタ１１，制御部１１ａ，可変減衰器１１ｂ）を構成し、また、光フィードバックループ系３４の中の可変減衰器１１ｂの減衰量を調整することによって、利得の波長特性に対応
している。
【００６５】
なお、本波長多重光増幅装置２５は、図２に示したような、光アド・アンド・ドロップ装置としての機能に着目すれば、次のようにも表現できる。例えば、図２において、Ｍ＝６４，Ｎ＝１０，Ｌ＝３２等として適用可能である。すなわち、この波長多重光増幅装置２０は、６４種類の波長の光信号からなる波長多重光信号と１０種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とを入力するとともに、（６４＋１０−３２）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号と３２種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とに分岐して出力する合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、この波長多重光増幅装置２０が、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、３２種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ（図７にて後述する基本ユニット）を複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ｃの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、且つ、上記複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうち最前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの光分岐部１ａの他方の入力ポートＰ1に接続された励起光源４をそなえていることになる。また、これにより
、簡易にブロードキャスト機能が実現できて、光アド・アンド・ドロップ装置として用いることができるようになる。
【００６６】
具体的には、ユーザは、２分岐しか使用しない場合は、図１の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の３つを購入する。そして、５分岐が必要になった段階で、ユーザは（Ｄ）を増設し、同様に１６分岐まではユーザが（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）を増設することで増設可能である。そして、１７分岐目は、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の（Ａ）の空きポートＰ3に、（Ｂ）と（Ｃ）とを接続すればよい。こうして、最大３２分岐までの分岐が可能となり、需要に応じてハードウェアを増設することができる。そして、現状動作しているハードウェアをそのままにして、ユーザがサービスの増設を欲したときに、ユーザが新たに追加して購入することで、通信需要に応じることが可能とな
る。
【００６７】
このような構成によって、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、所望の分配数にブロードキャストされるとともに、最後段の出力光信号の情報をフィードバックすることによって、的確な波長多重光の出力制御ができるようになる。
すなわち、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａに入力された１８ｄＢｍの光信号は、光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになり、また、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａから１８ｄＢｍのパワーで出力される。この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａで２分岐され、その光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになるものの、光増幅部２ａにおいて再び３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａの出力においては、１８ｄＢｍに戻る。さらに、この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第２の波長多重光増幅基本ユニット３２においても、この光信号は光分岐部１ｂで２分岐されて１５ｄＢｍになるが、光増幅部２ｃにおいて３ｄＢの利得を得て、１８ｄＢｍにされてから、出力される。そして、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０に入力され、同様に、分岐・増幅が行なわれて、光フィードバックループ系３４内に入力される。
【００６８】
こうして、最後段の出力光信号の情報（出力情報）がフィードバックされて、利得制御手段１１ａにてその出力情報から、入力側の光カプラ８′及び励起光源４，補助励起光源４ａに加えられるので、適切な制御が行なえるようになる。
このように、この波長多重光増幅装置２５は、光信号を増幅した後に、別個の光分配系を用意して、そこで分配するといった構成によらずに、図１の（Ｂ）〜（Ｆ）と付された波長多重光増幅ユニット３０のように、光分配系の中に増幅媒体が分散されて配置されているので、増幅されてから徐々に分配されるようになっており、損失が分散される。従って、一度にまとめて増幅してそれを分配する方法と比べて、光パワーが局所的に高くなる部分がなくなり、より高い効率特性が得られる。すなわち、この波長多重光増幅装置２５内での信号光パワーは、多くとも１８ｄＢｍ（＝６３ｍＷ）程度となるので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合に生ずる最大光パワーよりも大幅に小さくなり、また、まとめて増幅する場合のような、大きな信号光パワーの消失がなくなる利点がある。これは、過剰損によるものが、損失の主要因となっているのではない。
【００６９】
また、このように、この波長多重光増幅装置２５は、分配による実効的な損失によって、増幅媒体（光増幅部２ａ〜２ｆ）が実効的に分断されるので、光アイソレータ３に頼らずとも安定な動作が実現できるようになる。またさらに、この波長多重光増幅装置２５は、分配系として多段に接続された波長多重光増幅ユニット３０において、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）が、２入力ポートのうちの空きポートを利用して接続されているので、励起光と信号光とを合波するための合波器９を不要にでき、あるいは、その必要数を削減できるといった利点がある。また、光分岐部１ａ〜１ｃ（１：１光カプラ）を利用して、励起光源４が等しく分配されるようにしているので、簡単な構成で各光増幅部２ａ〜２ｆへ等しい励起光パワーをも供給できるようになる。一方、構成要素の入力側に光アイソレータ３を用いれば、反射戻り光による不安定動作を回避するだけでなく、出力側から入力側へ集まる逆方向ＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission)が遮断されて、逆方向ＡＳＥによる光増幅器の飽和を防ぐことができる。
【００７０】
その上、この波長多重光増幅装置２５は、インサービスでの増設性が簡易になる。すなわち、本波長多重光増幅装置２５を導入した後、ユーザは、この波長多重光増幅ユニット３０を新たに追加して購入することで、簡易に分岐数を拡張できるようになり、また、現在与えているサービスを中断せずに行なえるようになり、サービスの向上につながる。さらに、図２のような光アド・アンド・ドロップ装置２０において、各ポート毎に波長多重光信号が出力され、これらの中から波長選択フィルタで所望の波長を選択するだけで、光信号の分配機能を実現できるようになり、ブロードキャスト機能が実現されている。
【００７１】
そして、この波長多重光増幅装置２５は、その各要素内の光部品が、同一特性を有する光増幅部（ＥＤＦＡ）２ａ〜２ｆ，光カプラ１ａ〜１ｃ，光スイッチ，励起光源４、光アイソレータ３で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。例えば、図１で（Ａ）を除く、（Ｂ）から（Ｆ）は全く同一であり量産化が可能となる。
また、この波長多重光増幅ユニット３０は、最前段の励起光源４が等しく分配されるので、最前段の励起光源４が、最後段の波長多重光増幅ユニット３０内の光増幅部２ａ〜２ｆを励起できる十分なパワーを有していれば、途中段の波長多重光増幅ユニット３０には励起光源４を設置しなくてもよい。例えば（Ａ）から出力される光信号に後段の増幅ユニットを励起できる十分なパワーがあれば、（Ｂ）から（Ｆ）への励起光源４は不要となり、（Ｂ）には必要に応じて、励起光源４を設置すればよい。また、（Ａ）から（Ｃ）の全ての増幅ユニットに励起光源４を接続することもできるなど、柔軟な励起方法が採れる。さらに、大出力な励起光源４を用意して、１つの励起光源４から、各波長多重光増幅ユニット３０の励起ポート（例えば、光分岐部１ａのポートＰ1）に接続してもよい。このイメージは、あたかも、ガスステーションにおいて、ガスステーションの大さなガソリンタンクから一度にたくさんの自動車のガソリンタンクにガソリンを分配するようなものである。
【００７２】
また、波長多重光増幅装置２５は、最前段〔図１に示す（Ａ）と付された第４の波長多重光増幅基本ユニット３５〕の１つのポートＰ1が制御されて補助励起光源４ａからのレーザ光（補償光）が入力されるようになっているので、分配系によるレーザ光が全てのポートに等しく出力されるとともに、全ての分岐ポートにおける利得の波長特性の制御が可能となる。同様に、励起光パワーの大きさが各分配系で等しいので、１ポートのみを代表してモニタリングして、最前段に設置された励起光源４にフィードバック制御をかけて、利得の波長特性を制御すれば、全ポートにおける利得の波長特性を制御できるようになる。また、全ポートの利得が等しく変化するので、フィードバックを掛けるポートは１ポートで済む上、最前段の励起光源４から、各ポートの利得を一定に保つために励起光を変化させれば、簡易な構成で全ポートの利得を一定に保つことが可能となる。
【００７３】
なお、波長多重光増幅ユニット３０の構成を変化させることも可能である。
図５は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。この図５に示す波長多重光増幅ユニット３０ａは、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の前段に光アイソレータ３，励起光源４とをそなえ、さらに、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２の出力側の２か所のポートＰ3，Ｐ4と、第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の出力側の２か所のポートＰ3，Ｐ4とに、それぞれ光アイソレータ３を設けて構成されている。また、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とはそれぞれ、コネクタ５を介して、補助励起光源４ａを接続できるようになっている。さらに、入力側の光アイソレータ３は、コネクタ５を介して、前段の波長多重光増幅ユニット３０ａと接続され、また、出力側の４か所の光アイソレータ３も、コネクタ５を介して、後段の波長多重光増幅ユニット３０ａと接続されている。なお、これらの部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。そして、これらの４か所に光アイソレータ３が挿入されているため、反射に対する耐性がより高くなっている。また、このような構成により、上述した波長多重光増幅ユニット３０と同様の動作をするほか、同様の効果を有する。
【００７４】
さらに、この波長多重光増幅ユニット３０が、光分岐部１ａと光増幅部２ａ，２ｂとが相互に接続されている点に着目した場合は、増幅基本ユニットとして、次のようなユニットの組合せとみなすこともできる。図６は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。波長多重光増幅装置２５において、光分岐部１ａと光増幅部２ａ，２ｂとが相互に接続されている点に着目し、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂによって、多段の波長多重光増幅ユニットを構成されていると見ることができる点が、利用されている。すなわち、この図６に示す波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえるとともに、光分岐部１ａの入力ポートＰ2側に、光アイソレータ３，励起光源４をそなえて構成されている。ここで
、光アイソレータ３は、設計の都合上省略することもある。また、光アイソレータ３の入力側と、光増幅部２ａ，２ｂの出力側とはそれぞれ、コネクタ５を介して、前後の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと接続されている。そして、この図６に示す光分岐部１ａは、１：１光カプラとして構成されており、光増幅部２ａ，２ｂは、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されている。また、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部は、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。なお、これらの以外の部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。
【００７５】
従って、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号をこれらの２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえ、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、これら多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力情報に基づいて多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの利得制御を行なう利得制御手段１１ａとをそなえて構成されていることになる。
【００７６】
このように、上記の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１〜第３の波長多重光増幅基本ユニット３３からなる波長多重光増幅ユニット３０ではなく、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが多段に連結されることにより、波長多重光増幅装置が構成されるとみることもできる。
さらに、多段に接続された場合は、図１で説明したものと同様に、上記の複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの少なくとも１つにおける他方の入力ポートＰ1に、補助励起光源４ａが接続されたように構成することもでき、あるいは、信号入力ポートＰ2に、光アイソレータ３が接続されて構成することもできる。またこの場合、利得制御手段１１ａは、出力情報中の所望の波長光信号を選択する光フィルタ１１と、この光フィルタ１１で抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を利得等化器１３の入力側に供給する光減衰器（可変減衰器１１ｂ）とをそなえて構成することもでき、また、この光フィルタ１１は、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されている。
【００７７】
なお、この波長多重光増幅基本ユニットが１段のみで波長多重光増幅装置を構成することもできる。
図７は、本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。この図７に示す波長多重光増幅装置３１ａは、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと、光フィードバックループ系３４とをそなえて構成されている。ここで、この図７に示す破線のように、光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力光を直接、光フィードバックループ系３４内の光分岐部１ａに入力するような構成を考える。
【００７８】
この図７に示す光フィードバックループ系３４内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそなえて構成されている。ここで、光分岐部１ａは、１：１光カプラであり、光増幅部２ａ，２ｂは、この光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部である。さらに、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部はそれぞれ、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。また、この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５における信号入力ポートＰ2には、光カプラ８，８′と、合波器９と、ＥＤＦＡ１２とを介して、光アイソレータ３が接続され、他方の入力ポートＰ1には、補助励起光源４ａが接続されている。
【００７９】
一方、光フィードバックループ系３４は、光分岐部１ａ，利得制御手段１１ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＬＤ１０，光カプラ８′，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，補助励起光源４ａ，コネクタ５，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえて構成されている。また、利得制御手段１１ａは、出力情報中の所望の波長光信号を選択する光フィルタ１１と、この光フィルタ１１で抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させてこの減衰させた光信号を利得等化器１３の入力側に供給する光減衰器（可変減衰器１１ｂ）と、制御部１１ｃをそなえて構成され、この光フィルタ１１が、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するようになっている。なお、これら以外の部品は、上述したものと同一なものなので、更なる説明
を省略する。
【００８０】
従って、この波長多重光増幅装置３１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえ、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力情報に基づいてこの
第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の利得制御を行なう利得制御手段１１ａ
とをそなえて構成されていることになる。
【００８１】
そして、このような構成によって、この図７に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、破線のように、直接、光フィードバックループ３４内の光分岐部１ａに入力されて、的確な制御が行なわれる一方、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の光増幅部２ｂに、コネクタ５を介して、他の増幅ユニットが接続されてユーザを増設することができる。
【００８２】
また、破線によらずに、この図７の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号が波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力される場合は、言うまでもなく、光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにて２分配されてブロードキャストされるとともに、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力光信号の情報がフィードバックされて、的確な波長多重光の出力制御がなされるようになる。また、コネクタ５を介して、分岐を増設することができるようになる。
【００８３】
このようにして、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５のみによっても、光フィードバックループ系が構成されるので、簡易な設備として提供可能となる。また、ユーザは、波長多重光増幅装置３１ａを導入した後、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを新たに追加して購入することで、現在与えているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できるようになる。
（Ａ１）本発明の第１実施形態の第１変形例の説明
図８は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、第１実施形態の場合と同様に、主に、光アド・アンド・ドロップの機能が必要な箇所にて使用されている。
【００８４】
この図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂは、複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔図８の（Ａ）〜（Ｅ）と付されたもの〕が複数、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４ａ（図８左側の部分）とから構成されている。そして、この波長多重光増幅ユニット３０ｃは、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１，第２の波長多重光増幅基本ユニット３２，第３の波長多重光増幅基本ユニット３３をそなえて構成されている。
【００８５】
この波長多重光増幅ユニット３０ｃが上述の波長多重光増幅ユニット３０と異なる点は、この波長多重光増幅ユニット３０ｃの使用するコネクタが異なっている点であり、また、この光フィードバックループ系３４ａも、この図８に示す補助励起光源４ａと、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５との間に、上述したものとは異なる形状のコネクタである、斜めコネクタ６ａ，６ｂが使用されている。この斜めコネクタ６ａ，６ｂは、そのコネクタ面において光の反射を起こさずに、無駄な光の増幅を防止できるものである。そして、上記複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔図８にて（Ａ），（Ｂ）と付されたもの〕について、その前段側の（Ａ）と付された波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニット３２，３３の各光増幅部２ｃ，２ｄ出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニット３０ｃ〔（Ｂ）〜（Ｅ）と付されたもの〕における第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の信号入力ポートＰ2入力側との間が、それぞれ斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続されている。また同様に、この図８に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、光コネクタ６ｂを介して、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっている。
【００８６】
この図８に示すように、これらの波長多重光増幅ユニット３０ｃは、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。なお、これら以外のもので、上述したものと同一の番号を有するものは、同一のものあるいは、同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【００８７】
図９は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。この図９に示す波長多重光増幅ユニット３０ｃは、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂからなる第１の波長多重光増幅基本ユニット３１と、光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，２ｄからなる第２の波長多重光増幅基本ユニット３２と、光分岐部１ｃ，光増幅部２ｅ，２ｆからなる第３の波長多重光増幅基本ユニット３３との３つの基本ユニットをそなえるほか、第１の波長多重光増幅基本ユニット３１の前段に光アイソレータ３，励起光源４とをそなえて構成されている。また、光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とにコネクタ５が設けられるとともに、光アイソレータ３の入力側にコネクタ６ａが設けられ、さらに、光増幅部２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆの出力側
にそれぞれ、コネクタ６ｂが設けられている。
【００８８】
このような構成によって、上述と同様の動作をするほか、斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続させているので、コネクタ面における光の反射が起こらなくなって、無駄な光の増幅を防止できる利点がある。
なお、図８に示す複数の波長多重光増幅ユニット３０ｃの代わりに、一組のユニットからなる波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ（図６参照）を使用することもできる。すなわち、２つの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側（図６参照）と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける信号入力ポートＰ2入力側との間が、斜めコネクタ６ａ，６ｂを介して接続するようにもできる。
【００８９】
次に、漏れ光信号を励起光源として、他の波長多重光増幅基本ユニット３０ｃに、再度入力するようにもできる。
図１６は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図であるが、この図１６に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、図８に示す波長多重光増幅装置３１ｂに、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、励起光再入力部６６が付加された形態となっている。
【００９０】
この励起光再入力部６６は、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５と、（Ａ）と付された再前段に配置される波長多重光増幅ユニット３０ｃ（以下、波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）と表記することがある）とに介装されて、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５より出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力するものであって、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄと、光分岐部（１：１ＣＰＬ）１ａとをそなえて構成されている。
【００９１】
この波長多重光信号除去フィルタ１１ｄは、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するものである。
また、光分岐部１ａは、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２の信号入力ポートと第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の信号入力ポートとにそれぞれ接続され、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて抽出された励起光を波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）に入力するものであり、例えば１：１光カプラによりその機能が実現されるようになっている。
【００９２】
これにより、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５より生じる大きな漏れ励起光が、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて信号光が阻止される。そして、そのフィルタリングされた光信号は、２分岐され、この２分岐された光信号は、それぞれ、斜めコネクタ６ｂ，６ａを介して、波長多重光増幅ユニット３０ｃ（Ａ）内の光分岐部１ｂの入力ポートＰ1と、光分岐部１ｃの入力ポートＰ2とに入力されるのである（図３参照）。
【００９３】
従って、漏れ励起光が、再度使用されるので、やはり、効率的な増幅を行なえる。また、漏れ励起光が、多段に接続された波長多重光増幅ユニット３０ｃの最上流に入力されるので、無駄な光増幅を防止できる。
さらに、励起光再入力部６６が接続できるものは、波長多重光増幅装置３１ｂ（図８参照）のほか、図７に示す波長多重光増幅装置３１ａに接続することもできる。その場合は、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄが、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５から出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出し、また、光分岐部１ｃが、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄに接続されるとともに、出力側が波長多重光増幅ユニット３５における他方の入力ポートに接続され、波長多重光信号除去フィルタ１１ｄにて抽出された励起光を波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力するのである。
【００９４】
なお、この他、図１，１０，１１及び図１３にそれぞれ示す波長多重光増幅装置を用いることもできる。
これにより、漏れ励起光が、再度使用されるので、やはり、効率的な増幅を行なえる。
（Ａ２）本発明の第１実施形態の第２変形例の説明
図１０は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１０に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用しており、主に、光アド・アンド・ドロップの機能が必要な箇所にて使用されている。
【００９５】
この図１０に示す波長多重光増幅装置３１ｃは、複数の波長多重光増幅ユニット３０ｄを複数そなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系３４ｂとから構成されている。この波長多重光増幅ユニット３０ｄが上述の波長多重光増幅ユニット３０と異なる点は、この波長多重光増幅ユニット３０ｄの空きポートがすべて終端されている(terminated)点である。また、光フィードバックループ系３４ｂは、光分岐部１ａ，利得制御手段１１ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＬＤ１０，光カプラ８′，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３をそなえるほか、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂをそなえて構成されている。この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂのポートＰ1は、ターミネータ１４によって終端されており、この光フィードバックループ系３４ｂには、補助励起光源４ａ（図１等参照）がなく、励起光源４が、最後段の波長多重光増幅ユニット３０ｄを励起できる十分なパワーを有している。なお、これら以外で上述したものと同一の符号を有するものは、同一のものあるいは、同様の機能を有するものであるため、更なる説明を省略する。
【００９６】
そして、これらの波長多重光増幅ユニット３０ｄは、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０ｃにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。また同様に、この図１０に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５ｂ内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、こうしてブロードキャスト機能が実現されるのである。
【００９７】
また、このような構成によって、上述したものと同様の動作をするほか、同様の効果を有する。また、励起光源４の光パワーが等しく分配されるので、途中段の波長多重光増幅ユニット３０ｄには励起光源４を設置する必要がなくなるという利点がある。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
フィードバックループ系の制御方法を第１実施形態のそれとは、異なる方法で行なうように構成することもできる。すなわち、光領域での制御をせずに、電気領域で制御をかけるようにすることも可能である。
【００９８】
図１１は、本発明の第２実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、１つの光信号を３２方向（内１６分配を図示）へ分配する装置であって、光フィードバックによる制御を使用している。また、この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、主に、光アド・アンド・ドロップ装置として使用されるものである。
【００９９】
この図１１に示す波長多重光増幅装置４１は、複数の波長多重光増幅ユニット３０〔（Ｂ）〜（Ｆ）と付されたもの〕をそなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系４２（図１１左側の部分）とから構成されている。そして、これらの波長多重光増幅ユニット３０が、その第１の波長多重光増幅基本ユニット３１における光分岐部１ａの信号入力ポートＰ1を前段に位置する波長多重光増幅ユニット３０における第２の波長多重光増幅基本ユニット３２又は第３の波長多重光増幅基本ユニット３３の光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるようにして、多段に接続されている。従って、出力側の各コネクタ５から見ると、分岐と増幅が交互に行なわれているようになっている。また、これら以外で、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のもの、あるいは同一の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１００】
一方、この図１１に示す、光フィードバックループ系４２は、次のように構成されている。すなわち、この光フィードバックループ系４２は、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａからなる出力モニタ系の部分と、利得制御手段１５と、光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０からなる入力モニタ系の部分と、励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５からなる光信号出力部とをそなえて構成されている。
【０１０１】
ここで、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａ，光アイソレータ３，光カプラ８，ＰＤ１０，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５，補助励起光源４ａ，コネクタ５はそれぞれ、上述したものと同一なもの又は同一な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。また、ＰＤ１０ａは、この光フィードバックループ系４２に入力される光信号を光分岐部１ａを介して、出力モニタする機能を有する。
【０１０２】
ここで、利得制御手段１５は、上記の出力情報及びＰＤ１０での検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、この利得制御信号を利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給して、励起光源４の励起状態を制御するものであって、制御部１５ａをそなえて構成されている。ここで、制御部１５ａは励起光源４の励起状態を電気信号を受けて、制御を行なうものである。
【０１０３】
図１２は、本発明の第２実施形態にかかる利得制御手段１５の一つの構成例を示す図である。この図１２に示す回路は、入力モニタ用のＰＤ１０と、出力モニタ用のＰＤ１０ａと、利得制御手段１５から構成されている。そして、入力光信号は、この図１２に示すＰＤ１０において検波されて、電気信号として、利得制御手段１５内のアンプ６０ａに入力され、そしてこのアンプ６０ａにて増幅されてからＶｉとして除算器６３に入力される。また同様に、出力光信号は、この図１２に示すＰＤ１０ａにおいて検波されて、電気信号として、利得制御手段１５内のアンプ６０ｂに入力され、そしてこのアンプ６０ｂにて増幅されてからＶｏとして除算器６３に入力される。さらに、この除算器６３にて、Ｖｏ／Ｖｉの演算がなされ、その演算結果に参照電圧Ｖｒｅｆを乗せた信号がアンプ６４に反転入力されるようになっている。このアンプ６４の出力においては、光出力が大きいとき（Ｖｏ／Ｖｉが１より大なとき）は、負の電圧が現れるので、トランジスタ６４ａに、そのベース電圧が小さくなるように入力される。従って、励起光源４の出力は小さくなる。逆の場合も同様である。すなわち、この除算器６３にて、Ｖｏ／Ｖｉの演算がなされ、Ｖｏ／Ｖｉが１より小なときは、このアンプ６４の出力においては、正の電圧が現れるので、トランジスタ６４ａに、そのベース電圧が大きくなるように入力される。従って、励起光源４の出力は大きくなる。
【０１０４】
これにより、図１１に示す波長多重光増幅装置４１の動作の流れは、次のようになる。すなわち、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５〔図１１の（Ａ）と付されたもの〕から出力される光信号は、波長多重光増幅ユニット３０〔図１１の（Ｂ）と付されたもの〕に入力されて、この波長多重光増幅ユニット３０において、その信号は４分岐される。そして、これらの４分岐された光信号はそれぞれ、図１１の（Ｃ）〜（Ｆ）と付された各波長多重光増幅ユニット３０に入力されて、１６分配されるようになっている。また同様にこの図１１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっている。
【０１０５】
また、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０から出力される光信号は、光フィードバックループ系４２の光分岐部１ａに入力され、この光分岐部１ａからの光信号は、ＰＤ１０ａにおいて、Ｏ／Ｅ変換されて、そのパワーが出力情報として、利得制御手段１５に入力される。また一方、ＰＤ１０において、その前段からの光パワーが検出されて、利得制御手段１５に入力される。そして、この利得制御手段１５において、出力情報と入力モニタでの検出結果とに基づいて利得制御信号が生成され、この利得制御信号が利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給されて、励起光源４の励起状態が制御される。そして、合波器９において、前段からの光信号と、制御された励起光源４からの光信号とが、合波され、そして、この合波された光信号は、ＥＤＦＡ１２において、光増幅
され、利得等化器１３において、利得等化される。そしてこの利得等化器１３から出力される光信号は、補助励起光源４ａから出力される光信号と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａにおいて、カップリングされて、再び出力されるのである。なお、この図１１に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光増幅部２ｂから出力される光信号は、図示を省略するが、やはり１６分配されるようになっており、ブロードキャスト機能が実現されている。
【０１０６】
このような構成によって、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、所望の分配数にブロードキャストされるとともに、最前段の入力モニタ信号と最後段の出力情報とによって、フィードバック制御が行なわれるので、的確な波長多重光の出力制御ができるようになる。
すなわち、図１１において、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５内の光分岐部１ａに入力された１８ｄＢｍの光信号は、光分岐部１ａの出力にて１５ｄＢｍになり、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａから１８ｄＢｍの大きさで出力される。そして、この１８ｄＢｍの光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅ユニット３０内の第１の波長多重光増幅基本ユニット３１において、この光信号は光分岐部１ａで２分岐されて１５ｄＢｍとなり、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、光増幅部２ａの出力においては、１８ｄＢｍに戻る。さらに、この１８ｄＢｍの光信号は、第２の波長多重光増幅基本ユニット３２において、光分岐部１ａで２分岐されて１５ｄＢｍになるが、光増幅部２ａにおいて３ｄＢの利得を得て、１８ｄＢｍにされてから、出力される。そして、（Ｃ）と付された波長多重光増幅ユニット３０にて、同様の分岐・増幅が行なわれ、光信号が、光フィードバックループ系４２に入力される。また、最後段から出力される光信号は、電気信号に変換されて、出力情報として、利得制御手段１５にフィードバックされ、そして、この利得制御手段１５からの制御信号が、入力側の励起光源４に加えられるので、適切な制御が行なわれるようになる。
【０１０７】
こうして、この波長多重光増幅装置４１の中では、多くともその信号光パワーの最大値は１８ｄＢｍ（＝６３ｍＷ）程度となるので、波長多重された光信号をまとめて増幅する場合よりも大幅に小さくできるようになる。また、光分配系と増幅系とが分散して配置されているので、まとめて増幅する場合のような、信号光パワーの無駄な消失がなくなる利点がある。
【０１０８】
さらに、このように、光増幅部２ａ〜２ｆと光分岐部１ａ〜１ｃとが交互に接続されるため、反射に対して耐性があり、光アイソレータ３で各光増幅部２ａ〜２ｆを挟む必要がなくなり、光増幅器と分配系とを含んだ系の過剰損を小さくできる利点がある。このことから、光アイソレータがなくても、Ｒ1・Ｒ2・Ｇ2＜＜１の安定条件が満たされて、安定な動作が可能となる。
【０１０９】
またさらに、この波長多重光増幅装置４１は、分配系の空きポート（光分岐部１ａ〜１ｃの２入力ポートのうちの１ポート）を利用しているので、励起光と信号光とを合波する合波器９を不要にできたり、または、その所要数を削減できるといった利点がある。
その上、この波長多重光増幅装置４１は、インサービスでの増設性がある。すなわち、本波長多重光増幅装置４１が導入された後に、ユーザの要望に応じて分岐をすることが非常に簡単に行なえて、また、現在与えているサービスを中断せずに、簡易に分岐数を拡張できるようになる。これによって、サービスの向上につながるようになる。
【０１１０】
また、例えば（Ａ）が、後段の波長多重光増幅ユニット３０を励起できる十分なパワーがあれば、（Ｂ）から（Ｆ）への励起光源４は不要となり、（Ｂ）には必要に応じて、励起光源４を設置すればよく、（Ｂ）から（Ｆ）の全ての波長多重光増幅ユニット３０に励起光源４を接続することもできるなど、柔軟な励起方法が採れる。さらに、大出力な励起光源４を用意して、１つの励起光源４から、各波長多重光増幅ユニット３０の励起ポートに接続してもよい。
【０１１１】
そして、この波長多重光増幅装置４１は、その各要素内の光部品が、同一特性を有する光増幅部（ＥＤＦＡ）２ａ〜２ｆ，光カプラ１ａ〜１ｃ，光スイッチ，励起光源４、光アイソレータ３で構成されているため、量産に適しており、優れた拡張性を有する。例えば、図１１で（Ａ）を除く、（Ｂ）から（Ｆ）は全く同一であり量産化が可能となる。
また、図１１に示す波長多重光増幅ユニット３０の代わりに、図６に示した波長多重光増幅基本ユニット３０ｂによって構成されているとみなすことも可能である。すなわち、この波長多重光増幅装置４１は、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえ、多段に接続された部分と、光フィードバックループ系４２とから構成されている。
【０１１２】
そして、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号をこれらの２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる。これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｂの出力側に接続されるようにして、多段に接続されていることになる。
【０１１３】
また、光フィードバックループ系４２は、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂ〔（Ａ）と付されたもの〕の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、これら多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力情報に基づいて、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂの利得制御を行なう利得制御手段１５とをそなえて構成されている。
【０１１４】
さらに、多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニット３０ｂへの入力を検出する入力モニタ（ＰＤ１０）をそなえ、利得制御手段１５が、出力情報及び入力モニタ（ＰＤ１０）での検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、利得制御信号を利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給して、この励起光源４の励起状態を制御する制御部１５ａをそなえて構成されている。
【０１１５】
なお、上記の第１実施形態で図７を用いて説明したものと同様に、波長多重光増幅ユニットを１段だけにした構成にすることも可能である。
図１３は、本発明の第２実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。この図１３に示す波長多重光増幅装置４１ａは、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂと、光フィードバックループ系４２とをそなえて構成されている。ここで、この図１３に示す破線のように、光フィードバックループ系４２内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力光を直接、光フィードバックループ系４２内の光分岐部１ａに入力するような構成を考える。
【０１１６】
この図１３に示す光フィードバックループ系４２内の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５は、１：１光カプラとして構成された光分岐部１ａと、光分岐部１ａでの分岐損と同等の利得またはその分岐損より低い利得を有する光増幅部２ａ，２ｂとをそなえるほか、入力ポートＰ1に、補助励起光源４ａが接続され、信号入力ポートＰ2に、光カプラ８と、合波器９と、ＥＤＦＡ１２と、利得等化器１３とを介して、光アイソレータ３が接続されて構成されている。なお、この第４の波長多重光増幅基本ユニット３５における光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂ及び光分岐部・光増幅部接続部は、ガラス又は半導体製の光導波路で構成することもできる。
【０１１７】
さらに、光フィードバックループ系４２は、光分岐部１ａ，ＰＤ１０ａ，利得制御手段１５，ＰＤ１０，光アイソレータ３，光カプラ８，励起光源４，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３，補助励起光源４ａ，コネクタ５，第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえて構成されている。これらは、上述したものと同一なものなので、更なる説明を省略する。そして、ＰＤ１０において、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５への入力が検出され、ＰＤ１０ａにおいて、出力光パワーが検出されて、出力情報として出力される。さらに、利得制御手段１５内の制御部１５ａにおいて、これらの検出結果及び出力情報に基づいて利得制御信号が生成され、この利得制御信号が利得等化器１３の入力側に設けられた励起光源４へ供給され、この励起光源４の励起状態が制御されるようになっている。
【０１１８】
従って、この波長多重光増幅装置４１ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を、これら２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとからなる第４の波長多重光増幅基本ユニット３５をそなえ、励起光源４と、この励起光源４からの励起光と波長多重光信号とを合波する合波器９と、この合波器９と第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の信号入力ポートＰ2との間に介装される利得等化器１３と、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの出力情報に基づいてこの第４の波
長多重光増幅基本ユニット３５の利得制御を行なう利得制御手段１５ａとをそなえて構成されていることになる。
【０１１９】
そして、このような構成によって、この図１３に示す第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号は、破線のように、直接、光フィードバックループ４２内の光分岐部１ａに入力されて、的確な制御が行なわれる一方、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５の光増幅部２ｂに、コネクタ５を介して、他の増幅ユニットが接続されてユーザを増設することができる。
【０１２０】
また、破線によらずに、この図１３の第４の波長多重光増幅基本ユニット３５からの光信号が波長多重光増幅基本ユニット３０ｂに入力される場合は、言うまでもなく、光信号は、（Ｂ）と付された波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにて２分配されてブロードキャストされるとともに、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂからの出力光信号は、Ｏ／Ｅ変換されて出力情報として、フィードバックされて、的確な波長多重光の出力制御がなされるようになる。また、コネクタ５を介して、分岐を増設することができるようになる。
【０１２１】
このようにして、第４の波長多重光増幅基本ユニット３５のみによっても、光フィードバックループ系が構成されるので、簡易な設備として提供可能となる。また、ユーザは、波長多重光増幅装置４１ａを導入した後、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを新たに追加して購入することで、現在与えているサービスを中断せずに簡易に分岐数を拡張できるようになる。
（Ｃ）その他
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な用途に応用させることが可能である。
【０１２２】
上述した、可変減衰器１１ｂの代わりに、半固定光減衰器を用いてもよい。
また、第２実施形態において、コネクタ５をコネクタ６ａ，６ｂを用いて、実
施することも可能である。
さらに、このブロードキャスト機能により、光加入者系などの分配系に応用することが可能となる。
【０１２３】
図１４は、本発明を適用される光クロスコネクト装置の概略ブロックを示す図である。この図１４に示す光クロスコネクト装置５０は、並列スーパーコンピュータやＡＴＭコアスイッチ等に使用される大容量光スイッチであって、波長多重信号を分配するブロードキャスト部５１と、波長多重信号の一括切り換えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部５２とをそなえて構成されている。そして、これらのブロードキャスト部５１若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部５２における波長多重信号分配機能に、本発明の波長多重光増幅装置（図１参照）を適用することが可能である。
【０１２４】
すなわち、光クロスコネクト装置５０におけるｍ×ｎのマトリックス光スイッチ（スイッチング）に使用される波長多重光増幅装置であって、この波長多重光増幅装置３１が、波長多重光増幅基本ユニット３０ｂを複数そなえて構成されている。ここで、ｍ，ｎは自然数を表し、この場合それぞれ、２５６である。また、この波長多重光増幅基本ユニット３０ｂは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力する光分岐部１ａ，１ｂと、光分岐部１ａ，１ｂの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ〜２ｆとから構成されている。
【０１２５】
そして、これらの波長多重光増幅基本ユニット３０ｂが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３０ｂにおける光増幅部２ａ，２ｃの出力側に接続されるようにして、多段に接続されるとともに、且つ、上記複数の波長多重光増幅基本ユニット３０ｂのうち最前段に位置する波長多重光増幅基本ユニット３５の光分岐部１ａの他方の入力ポートＰ1に接続された励起光源４をそなえている。
【０１２６】
このようにして、光加入者系などの分配系に用いることができ、簡易でかつインサービスでの増設性を利用できるようになる。
また、上記の第１実施形態において、本波長多重光増幅装置が分岐ポートに適用される例を説明したが（図２参照）、さらに、別個の部材を用いることによって、本波長多重光増幅装置を適用される、光アド・アンド・ドロップ装置を構成することができる。
【０１２７】
図１５は、本発明を適用される光アド・アンド・ドロップ装置（光ＡＤＭ装置：Optical Add-Drop Multiplexer) の概略ブロックを示す図である。この図１５に示す、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３は、波長多重信号から任意の波長の光信号をドロップし、又、任意の波長の光信号をアドするものであって、光フィードバックループ系３４（同図左側の部分）と、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付された５種類の波長多重光増幅ユニット３０からなる第１ブロードキャストユニット５４ａと、（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付された３種類の第２ブロードキャストユニット５４ｂと、光キャリア信号出力部５６と、選択部５５とをそなえて構成されている。ここで、第１ブロードキャストユニット５４ａのユーザ数は１６であり、第２ブロードキャストユニット５４ｂのドロップ数は８である。
【０１２８】
そして、この図１５の左側から、例えば６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）された光信号は、そのｃｈ１〜ｃｈ３２が第２ブロードキャストユニット５４ｂにて、最大１６ユーザに対してドロップされ、また、別のｃｈ６５〜ｃｈ９６が光キャリア信号出力部５６からアドされて、６４波長多重（ｃｈ３３〜ｃｈ９６）された光信号がこの図１５の右側に向かって、伝送されるようになっている。
【０１２９】
この図１５に示す光フィードバックループ系３４は、Ｘ種類（Ｘは２以上の自然数）の波長の光信号からなる波長多重光信号を分配する（ブロードキャストする）初段ユニット６５を有する。
また、第１ブロードキャストユニット５４ａは、この初段ユニット６５の出力側に接続されて、初段ユニット６５から出力される波長多重光信号をブロードキャストするものであり、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、この初段ユニット６５の出力側に接続されて、初段ユニット６５から出力される波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップするものである。さらに、光キャリア信号出力部５６は、光キャリア信号を出力して光信号をアドするものであり、選択部５５は、第１ブロードキャストユニット５４ａの出力側および光キャリア信号出力部５６の出力側にそれぞれ接続されて、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重光信号と光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号とを選択的に出力するものである。
【０１３０】
そして、上記の初段ユニット６５は、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つの入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートＰ2から入力されることにより、波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートＰ3，Ｐ4から出力し、かつ、他方の信号入力ポートＰ1に補助励起光源４ａ（又は励起光源４）が接続された光分岐部１ａと、この光分岐部１ａの２つの出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれに接続された光増幅部２ａ，２ｂとを有する初段波長多重光増幅基本ユニット７５として構成されている。従って、初段ユニット６５は、この初段波長多重光増幅基本ユニット７５のうちの、特別な例であることを意味する。
【０１３１】
また、第１ブロードキャストユニット５４ａは、５種類〔（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付されたもの〕の波長多重光増幅基本ユニット３０を有し、この波長多重光増幅基本ユニット３０内では、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，…のように、光分岐部と光増幅部とが相互に接続されている。従って、第１ブロードキャストユニット５４ａは、初段波長多重光増幅基本ユニット７５と同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポート１ａを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）に接続されるべく、多段に接続されるように構成されていることになる。また、この第１ブロードキャストユニット５４ａは、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ2に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５における一方の光増幅部２ａの出力ポートに接続されるように構成されている。なお、この例では、ユーザ数は１６であるが、波長多重光増幅ユニット３０をさらに、増設することにより、多くのユーザをインサービスで収容することが可能となる。
【０１３２】
一方、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、３種類〔（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付されたもの〕の波長多重光増幅基本ユニット３０を有し、８ユーザを収容することができ、さらに、あと２個の波長多重光増幅基本ユニット３０を追加接続して最大１６ユーザまで拡張できるようになっている。また、第１ブロードキャストユニット５４ａと同様に、（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）と付された各波長多重光増幅基本ユニット３０では、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，光分岐部１ｂ，光増幅部２ｃ，…のように、光分岐部と光増幅部とが相互に接続されており、従って、この第２ブロードキャストユニット５４ｂは、初段波長多重光増幅基本ユニット７５と同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部１ａにおける信号入力ポートＰ2を前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に接続されるべく、多段に接続されるように構成されていることになる。さらに、第２ブロードキャストユニット５４ｂは、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ2に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５における他方の光増幅部２ｂの出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタ２３′をそなえている。
【０１３３】
加えて、この図１５に示す光キャリア信号出力部５６は、所定の波長を有する光キャリア信号を出力するものであり、この機能は、光Ｅ／Ｏ変換器５６ａによって発揮される。なお、通過させる光信号の波長と同じ波長の光信号が出力されないように、光Ｅ／Ｏ変換器５６ａから、制御されている。
また、選択部５５は、Ｙ個の光スイッチ（スイッチ部）５５ａと、Ｙ個のカップリング部５５ｂと、多重部５５ｃと、アンプ５５ｅとをそなえて構成されている。このＹは２以上の自然数である。これらのＹ個の光スイッチ５５ａは、第１ブロードキャストユニット５４ａの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうものである。また、Ｙ個のカップリング部５５ｂは、これらの光スイッチ５５ａの波長多重光信号ラインと光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号ラインとのカップリングを行なうものであり、例えば光カプラによってこの機能は発揮される。そして、このカップリング部５５ｂにおいて、２方向から出力される光信号がカップリングされるようになっている。さらに、多重部５５ｃは、各カップリング部５５ｂからのＹ種類の光信号から一波のみ選択して出力するものであり、ＡＷＧによりこの機能は発揮される。そして、このＡＷＧの入力されるポート番号によって、波長多重された光信号のうちの一波が選択されて、各ポート毎に異なる波長の光信号が多重されて出力されるようになっている。アンプ５５ｅは、波長多重光信号の増幅を行なうものである。そして、Ｙ個の光スイッチ５５ａが、第１ブロードキャストユニット５４ａからのＹ種類の波長多重光信号を通過させて多重部５５ｃから出力するか、又は、光キャリア信号出力部５６からのＹ種類の光キャリア信号を多重部５５ｃから出力するかを選択的に切り換えるようになっている。
【０１３４】
なお、波長多重光増幅ユニット３０及び光フィードバックループ系３４は、上述したものと同じものであるので、更なる説明を省略する。
これにより、この図１５に示す波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３における光信号の流れは、次のようになる。すなわち、この図１５の左側からの波長多重光信号は、光フィードバックループ系３４内のコネクタ５，アイソレータ３，光カプラ８，８′，合波器９，ＥＤＦＡ１２，利得等化器１３を介して、初段ユニット６５に入力される。そして、この初段ユニット６５にて、光増幅器２ａの出力が、第１ブロードキャストユニット５４ａに入力されて、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）光信号が、ブロードキャストされる。
【０１３５】
また一方、初段ユニット６５の光増幅器２ｂの出力が、第２ブロードキャストユニット５４ｂに入力されて、６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）光信号が、ブロードキャストされ、そして、この第２ブロードキャストユニット５４ｂ内の最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）のそれぞれの出力ポートにこの６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）波長多重光信号が現れる。さらに、この６４波長多重（ｃｈ１〜ｃｈ６４）波長多重光信号は、ドロップ用光フィルタ２３′において、所望の波長を有する光信号が取り出され、ここにドロップ機能がなされるのである。従って、この第２ブロードキャストユニット５４ｂのドロップ機能は、図２の光カプラ２０ｂ，分岐部２１が協働して発揮するドロップ機能と同等であり、また、ドロップ用光フ
ィルタ２３′（図１５参照）は、図２のチューナブルフィルタ２３に相当している。なお、このドロップ用光フィルタ２３′は、波長固定の光フィルタを用いてもよい。
【０１３６】
そして、図１５における多重部５５においては、光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号と、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重光信号とが入力され、光スイッチ５５ａがＯＮのときは、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重信号がスルーされて（以下、通過されるという意味で用いる）、Ｙ種類の光信号がカップリング部５５ｂに入力され、多重部５５ｃにおいて、第１ポートでλ１〜λ１６のうちλ１の光信号が選択され、また第２ポートでλ１〜λ１６のうちλ２の光信号が選択され、同様に第１６ポートでλ１〜λ１６のうちλ１６の光信号が選択される。そして、各λ１〜λ１６の出力は再度多重されて出力され、アンプ５５ｅにおいて、増幅されてから図１５の右側から出力される。なお、このＹは、入力のＸ以下の自然数である。逆に、光スイッチ５５ａがＯＦＦのときは、第１ブロードキャストユニット５４ａからの波長多重信号は遮断されて、カップリング部５５ｂに、光キャリア信号出力部５６からの光キャリア信号が入力され、多重部５５ｃにおいて、これらの光キャリア信号が多重出力され、アンプ５５ｅにおいて、波長多重光信号は増幅されてから、図１５の右側から出力される。
【０１３７】
このような構成によって、この波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置５３内の第２ブロードキャストユニット５４ｂにてドロップが行なわれる一方、多重部５５ｃにてアドが行なわれるので、同一の波長多重光増幅ユニット３０を用いて、アド及びドロップ機能が発揮される。そして、これにより、本波長多重増幅装置の特長を活かして、光ネットワークが柔軟に増設又は拡張されることができる利点がある。
【０１３８】
さらに、光アド・アンド・ドロップ装置は、別の態様をとることもできる。
光アド・アンド・ドロップ装置を実現する際に、技術的に困難な点は、その装置でドロップした波長に信号光をアドすることである。すなわち、光アド・アンド・ドロップ装置を実現するためには、その装置にて、例えば０．４ｎｍ（ｎ：ナノ、１０の−９乗を表す）間隔のような非常に狭い間隔で並んだ波長多重信号光から、所望の波長が十分に除去され、また、その波長に別の信号が新たに加えられなければならない。
【０１３９】
この場合の技術的に解決困難な点又は課題は、次の（１），（２）のようになる。
（１）波長ドロップが、他の波長の信号に影響を与えないで、特定の波長を除去すること。
（２）新たにその波長に信号光を追加する場合に、追加する波長と除去されずに残った信号光との間で、コヒーレンスクロストーク（相互変調歪み）が生じること。
【０１４０】
このため、電気領域のアド・アンド・ドロップ装置を用いることによって、これらの困難に立ち向かって開発を進めるのも一方策であり、また、この方策は、波長スロット(又は、帯域)の有効利用を図ることができる。その一方、この方策は、光領域でアド・アンド・ドロップを行なうことに関して、得手及び不得手を考慮していない。
図１７は、本発明を適用される他の光アド・アンド・ドロップ装置のブロック図であり、この図１７に示す光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、上記の得手及び不得手を考慮し、また、容易に光アド・アンド・ドロップ機能を実現し得るものである。この図１７に示す光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、光フィードバックループ系４２ａと、初段ユニット６５ａと、第１ブロードキャストユニット５４ｄと、追加信号出力部６８と、伝送出力部６９とをそなえて構成されている。
【０１４１】
ここで、初段ユニット６５ａは、２つの入力ポートＰ1，Ｐ2と２つの出力ポートＰ3，Ｐ4とを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力ポートＰ1，Ｐ2のうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、第１の波長多重光信号をそれぞれ出力ポートＰ3，Ｐ4から出力するようになっている。
そして、初段ユニット６５ａは、Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を分配（ブロードキャスト）するものであって、光分岐部１ａ，光増幅部２ａ，２ｂをそれぞれ有し、初段波長多重光増幅基本ユニットとして機能している。この光分岐部１ａは、その信号入力ポート（入力ポートＰ1）に励起光源４ａが接続されており、その出力ポートＰ3，Ｐ4のそれぞれが光増幅部２ａ，２ｂに接続されている。
【０１４２】
加えて、光フィードバックループ系４２ａは、上述したものと同様なものをそなえるほか、第１分散補償部（ＤＣ:Dispersion Compensator）６７ａを有する。この第１分散補償部６７ａは、ＥＤＦＡ（増幅部）１２と初段ユニット６５における光分岐部１ａの信号入力ポートとに接続されている。また、光信号を増幅して増幅光信号を出力するＥＤＦＡ（増幅部）１２が、この第１分散補償部６７ａの入力側に設けられており、第１分散補償部６７ａは、増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を光分岐部１ａの信号入力ポートに入力するようになっている。
【０１４３】
また、第１ブロードキャストユニット５４ｄは、初段ユニット６５ａの出力側に接続されて、初段ユニット６５ａから出力される第１の波長多重光信号をブロードキャストするものであって、初段波長多重光増幅基本ユニット７５ａと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０を、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付したように、５種類そなえている。そして、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニット３０は、それぞれ、その光分岐部１ａ（１ｂ，１ｃ）における信号入力ポート（入力ポートＰ1，Ｐ2）を前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光増幅部２ａ（２ｂ，２ｃ）の出力側に接続され、多段に接続されるようになっている。
【０１４４】
さらに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０のうち（Ｂ）と付した最前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光分岐部１ａの一方の入力ポートＰ1に、初段波長多重光増幅基本ユニット７５ａにおける光増幅部１ａの出力ポートＰ3が接続されている。また、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニット３０のうち（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）と付した最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニット３０における光増幅部２ｃ（２ｄ，２ｅ，２ｆ）の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタ２３ａをそなえて構成されている。また、これらの複数のドロップ用光フィルタ２３ａは、それぞれ、ドロップする波長を可変に設定できるようになっている。なお、複数のドロップ用光フィルタ２３ａは、固定波長のフィルタを用いることもできる。
【０１４５】
これにより、この第１ブロードキャストユニット５４ｄは、波長ドロップ用（ドロップ部）として、複数の波長多重光信号のコピーを生成し、このコピーされた波長多重光信号を用いるので、光アド・アンド・ドロップ装置５３ａは、他の波長への影響を考慮せずに、単に所定の波長の抽出処理に専念できるようになる。
また、この光アド・アンド・ドロップ装置５３ａの構成は、ドロップした波長に、更にアドすることを行なっておらず、波長スロット(又は、帯域)の有効利用を行なっていない。この理由は、光装置は、そのようなことを行なわなくとも十分な程度(例えば、１２８波、２４０波)の波長スロットの実現が可能だからである。
【０１４６】
さらに、追加信号出力部６８は、複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力するものであって、複数の光キャリア信号発生部（Ｅ／Ｏ）５６ａと、光増幅器２０ａと、光バンドパスフィルタ６８ａと、多重部（ＷＤＭ）５５ｃとをそなえて構成されている。
ここで、複数の光キャリア信号発生部５６ａは、それぞれ、複数の光キャリア信号を出力するものである。また、光増幅器２０ａは、それら複数の光キャリア信号を増幅して出力するものである。光バンドパスフィルタ６８ａは、複数の光キャリア信号発生部５６ａのそれぞれに接続されて、光増幅器２０ａから出力された光キャリア信号をフィルタリングするものである。なお、これらの光増幅器２０ａと光バンドパスフィルタ６８ａとは、それぞれ、信号増幅用として設けられたものであるので、信号パワーが十分な場合は、設置は不要である。
【０１４７】
さらに、多重部５５ｃは、複数の光キャリア信号発生部５６ａ側に接続されて、複数の光キャリア信号出力部５６ａからの複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力するものであって、例えば導波路型回折格子（ＡＷＧ）が用いられている。
そして、伝送出力部６９は、初段ユニット６５ａの出力側と追加信号出力部６８の出力側とに接続されて、初段ユニット６５ａからの第１の波長多重光信号と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号とのカップリングを行なうものであって、カップリング部（ＣＰＬ）５５ｂと、アンプ５５ｅと、第２分散補償部６７ｂとをそなえて構成されている。ここで、カップリング部５５ｂは、初段ユニット６５ａと追加信号出力部６８とに接続されて、初段ユニット６５からの第１の波長多重光信号と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号とをカップリングして第３の波長多重光信号を出力するものである。さらに、アンプ５５ｅは、カップリング部５５ｂからの第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された第３の波長多重光信号を出力するものであり、波長多重光信号を増幅するものである。加えて、第２分散補償部（ＤＣ）６７ｂは、伝送出力部６９の光増幅器５５ｅに接続されて、増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力するものである。
【０１４８】
そして、このような構成によって、アド・ドロップ処理が行なわれる。ここで、波長数に関しては、例えば、入力波長数は、３２波とする。また、その３２波の内、１波から２８波が、それぞれ、ドロップ用とスルー用とに割り当てられ、２９波から３２波が、それぞれ、アド用に割り当てられるものとする。
まず、図１７の左側から波長多重光信号（λ1〜λ32）が入力され、初段ユニット６５ａにて増幅された後、第１の波長多重光信号（λ1〜λ28）が、ドロップ用の第１ブロードキャストユニット５４ｄに入力されるとともに、波長多重光信号（λ1〜λ28）が、スルー用の伝送出力部６９とにそれぞれ、入力される。
【０１４９】
そして、第１ブロードキャストユニット５４ｄにて、波長ドロップ用に、複数の波長多重信号のコピーが作成され、ドロップ用光フィルタ２３ａから、所望の波長（λ1〜λ28）がドロップされる。ここで、図１５に示すものとは異なり、ドロップされた波長に対しては、アド処理がなされない。
一方、アドされる第２の波長多重光信号（λ29〜λ32）は、追加信号出力部６８から伝送出力部６９に入力される。そして、伝送出力部６９内のカップリング部５５ｂにて、第１の波長多重光信号（λ1〜λ28）と追加信号出力部６８からの第２の波長多重光信号（λ29〜λ32）とがカップリングされ、第３の波長多重光信号（λ1〜λ32）が出力され、光増幅器５５ｅにて増幅されてから、次の中継点に対して出力される。
【０１５０】
このように、光アド・アンド・ドロップ装置５３ａにて、所定波長がドロップされて信号光がアドされる際に、非常に狭い間隔で並んだ波長多重信号光から、所望の波長が十分に除去又はドロップされ、また、その波長に別の信号が新たに加えられて伝送されるので、アド・アンド・ドロップ機能を発揮できる。
従って、次の２点を実現できるようになる。すなわち、（１）コピーされた波長多重信号が用いられるので、他の波長への影響を考慮せずに、所望の波長をドロップできる。（２）新たにその波長に信号光を追加する場合でも、追加する特定波長の信号光と、除去されずに残った信号光との間で、コヒーレンスクロストークが生じない。
【０１５１】
また、このようにして、波長多重信号のコピーが作成されるので、多くの末端ユーザに対して、サービスを提供することができる。
なお、この方法は、６４波、１２８波、２４０波の場合でも用いることができ、ドロップする波長数及びアドする波長数については、種々変更できる。例えば、１２８波の場合は、このうち１波から９６波をドロップ用又はスルー用に割り当て、９７波から１２８波をアド用に割り当てるようにする。
【０１５２】
なお、上述したもののほか、波長によって、光信号を分配するような、その他の用途にも応用することができる。さらに、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるのは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図２】光アド・アンド・ドロップ装置の原理ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる光分岐部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重光増幅ユニットのブロック構成を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる利得制御手段の一つの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１４】本発明を適用される光クロスコネクト装置の概略ブロックを示す図である。
【図１５】本発明を適用される光アド・アンド・ドロップ装置の概略ブロックを示す図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる他の波長多重光増幅装置を示す図である。
【図１７】本発明を適用される他の光アド・アンド・ドロップ装置のブロック図である。
【図１８】光アド・アンド・ドロップ多重装置の構成の一例を示す図である。
【図１９】従来のファイバカプラの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１ａ，１ｂ，１ｃ 光分岐部
２ａ〜２ｆ 光増幅部
３ 光アイソレータ
４ 励起光源
４ａ 補助励起光源
５ コネクタ
６ａ，６ｂ 斜めコネクタ
８，８′ 光カプラ
９ 合波器
１０，１０ａ，２２ｅ ＰＤ
１１ 光フィルタ
１１ａ 利得制御手段
１１ｂ 可変減衰器
１１ｃ 制御部
１１ｄ 波長多重光信号除去フィルタ
１２ ＥＤＦＡ
１３ 利得等化器
１４ ターミネータ
１５ 利得制御手段
１５ａ 制御部
２０ 光アド・アンド・ドロップ装置
２０ａ，２０ｃ 光増幅器
２０ｂ，２０ｂ′，２１ｂ 光カプラ
２１ 分岐部
２１ａ，２２ａ ＥＤＦ光増幅器
２２ 合流部
２２ｂ 合波部
２２ｃ １波用光アンプ
２２ｄ チューナブルレーザ
２３ チューナブルフィルタ
２３′，２３ａ ドロップ用光フィルタ
３０，３０ａ，３０ｃ，３０ｄ 波長多重光増幅ユニット
３０ｂ 波長多重光増幅基本ユニット
２５，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，４１，４１ａ，４１ｂ 波長多重光増幅装
置
３１ 第１の波長多重光増幅基本ユニット
３２ 第２の波長多重光増幅基本ユニット
３３ 第３の波長多重光増幅基本ユニット
３４，３４ａ，３４ｂ，４２，４２ａ 光フィードバックループ系
３５，３５ｂ 第４の波長多重光増幅基本ユニット
５０ 光クロスコネクト装置
５１ ブロードキャスト部
５２ 空間スイッチ・波長セレクタ部
５３，５３ａ 光アド・アンド・ドロップ装置
５４ａ，５４ｃ，５４ｄ 第１ブロードキャストユニット
５４ｂ 第２ブロードキャストユニット
５５ 選択部
５５ａ 光スイッチ
５５ｂ カップリング部
５５ｃ 多重部
５５ｅ，６０ａ，６０ｂ，６４ アンプ
５６ 光キャリア信号出力部
５６ａ 光Ｅ／Ｏ変換器
６３ 除算器
６４ａ トランジスタ
６５，６５ａ 初段ユニット
６６ 励起光再入力部
６７ 分散補償器
６８ 追加信号出力部
６８ａ 光バンドパスフィルタ
６９ 伝送出力部
７５ 初段波長多重光増幅基本ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる第１の波長多重光増幅基本ユニットと、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第２の波長多重光増幅基本ユニットと、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの他方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第３の波長多重光増幅基本ユニットと、からなり、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートから入力された該波長多重光信号を、該第２および第３の波長多重光増幅基本ユニットにおける各２つの光増幅部を通じて４つに分配出力する波長多重光増幅ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅ユニットが、その第１の波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット又は第３の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅ユニットが、１つ又は２つの波長多重光増幅ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続され、
更に、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の第４の波長多重光増幅基本ユニットが該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットの入力側にそなえられ、該ツリ
ー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットにおける該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、当該第４の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力が接続されるように構成され、
かつ、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットの上流側にそなえられ、該複数の波長多重光増幅ユニットをなす第１〜第４の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部への該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項３】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットをそなえ、
更に、
該波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項４】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部が、１：１光カプラとして構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項５】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部が、該光分岐部での分岐損と同等の利得または該分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項６】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項７】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項８】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項９】
上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１０】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１１】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１２】
上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１３】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１４】
該利得制御手段が、
該出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、
該フィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を該利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１５】
該フィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されたことを特徴とする、請求項１４に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１６】
該第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制
御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１７】
該多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１８】
該波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１９】
Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力されて、該Ｍ種類の波長の光信号を分岐ポートを通じて分岐しうるとともに、該Ｍ種類の波長の光信号とは別のＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力され、該Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とともに該Ｎ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号について、（Ｍ＋Ｎ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号として出力しうる合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、
該波長多重光増幅装置が、
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｌ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２０】
波長多重信号を分配するブロードキャスト部と、該ブロードキャスト部で分配された波長多重信号の一括切り替えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部と、をそなえ、ｍ×ｎのマトリックス光スイッチングを行なう光クロスコネクト装置における該ブロードキャスト部若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部での波長多重信号分配機能に適用される波長多重光増幅装置であって、
該波長多重光増幅装置が、
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２１】
Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップする第２ブロードキャストユニットと、
Ｙ種類の光キャリア信号を出力して光信号をアドする光キャリア信号出力部と、
該第１ブロードキャストユニットの出力側および該光キャリア信号出力部の出力側にそれぞれ接続されて、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号と該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号とを選択的に出力する選択部とをそなえ、
該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、該波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、
該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの合波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、
該第２ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、
かつ、
該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される合波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、
該選択部が、
該第１ブロードキャストユニットの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうＹ個のスイッチ部と、
該Ｙ個のスイッチ部に対応して設けられ、該対応するスイッチ部の波長多重光信号ラインと該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号ラインとのカップリングをそれぞれ行なうＹ個のカップリング部と、
該Ｙ個のカップリング部からのＹ種類の光信号を光波長多重して出力する多重部とを有し、
該Ｙ個のスイッチ部が、それぞれ、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号を通過させて該多重部から出力するか、又は、該光キャリア信号出力部からのＹ種類の光キャリア信号のうちで対応付けられた光キャリア信号を該多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴とする、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項２２】
該第４の波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、該第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２３】
該多段に接続された波長多重光増幅基本ユニットうちの最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、該最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２４】
該波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該波長多重光増幅ユニットの信号入力ポートに、その一方の光増幅部の出力が接続された第４の波長多
重光増幅基本ユニットと、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットと、該波長多重光増幅基本ユニットとに介装されて、該第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２５】
該励起光再入力部が、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける該第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと該第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２６】
該励起光再入力部が、
該最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける該第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと該第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２７】
該励起光再入力部が、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が該波長多重光増幅ユニットにおける該他方の入力ポートに接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該波長多重光増幅基本ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２４に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２８】
Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の該第１の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、
複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する追加信号出力部と、
該初段ユニットにおける２つの分配出力の他方と該追加信号出力部の出力とが接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの該第２の波長多重光信号とのカップリングを行なう伝送出力部とをそなえ、
該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該第１の波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、
該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重
光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、
かつ、
該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される分波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、
該追加信号出力部が、
アド用に、互いに異なる波長の光キャリア信号をそれぞれ出力する複数の光キャリア信号発生部と、
該複数の光キャリア信号発生部側に接続されて、該複数の光キャリア信号出力部からの該複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する多重部とをそなえ、
該伝送出力部が、
該初段ユニットと該追加信号出力部とに接続されて、該初段ユニットからの該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの第２の波長多重光信号とをカップリングすることにより、該第１の波長多重光信号に該第２の波長多重光信号をアドして、第３の波長多重光信号として出力するカップリング部と、
該カップリング部からの該第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された該第３の波長多重光信号を出力する光増幅器とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項２９】
該初段ユニットの入力側に設けられ、光信号を増幅して増幅光信号を出力する増幅部が設けられ、
該増幅部と該初段ユニットにおける光分岐部の該信号入力ポートとに接続され、該増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を該光分岐部の該信号入力ポートに入力する第１分散補償部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２８に記載の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項３０】
該伝送出力部の該光増幅器に接続されて、該増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力する第２分散補償部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２９に記載の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項１】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる第１の波長多重光増幅基本ユニットと、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、第１の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第２の波長多重光増幅基本ユニットと、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの他方の光増幅部の出力に、その信号入力ポートの入力が接続された第３の波長多重光増幅基本ユニットと、からなり、該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートから入力された該波長多重光信号を、該第２および第３の波長多重光増幅基本ユニットにおける各２つの光増幅部を通じて４つに分配出力する波長多重光増幅ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅ユニットが、その第１の波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅ユニットにおける第２の波長多重光増幅基本ユニット又は第３の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅ユニットが、１つ又は２つの波長多重光増幅ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続され、
更に、
該第１の波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の第４の波長多重光増幅基本ユニットが該ツリー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットの入力側にそなえられ、該ツリ
ー接続をなすルートとなる波長多重増幅ユニットにおける該第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、当該第４の波長多重光増幅基本ユニットの一方の光増幅部の出力が接続されるように構成され、
かつ、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットの上流側にそなえられ、該複数の波長多重光増幅ユニットをなす第１〜第４の波長多重光増幅基本ユニットの光増幅部への該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該第４の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項３】
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットをそなえ、
更に、
該波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項４】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部が、１：１光カプラとして構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項５】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部が、該光分岐部での分岐損と同等の利得または該分岐損より低い利得を有する光増幅部として構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項６】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける上記の光分岐部，光増幅部及び光分岐部・光増幅部接続部が、ガラス又は半導体製の光導波路で構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項７】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項８】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の入力ポートに、補助励起光源が接続されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項９】
上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１０】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも１つの波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１１】
上記波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポートに、アイソレータが接続されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１２】
上記複数の波長多重光増幅ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅ユニットにおける上記第２の及び第３の波長多重光増幅基本ユニットの各光増幅部出力側と、その後段側の各波長多重光増幅ユニットにおける第１の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポート入力側との間が、それぞれ斜めコネクタを介して接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１３】
上記複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの少なくとも２つの波長多重光増幅基本ユニットについて、その前段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部出力側と、その後段側の波長多重光増幅基本ユニットにおける信号入力ポート入力側との間が、斜めコネクタを介して接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１４】
該利得制御手段が、
該出力情報中の所望の波長光信号を選択するフィルタと、
該フィルタで抽出された所望の波長光信号についてレーザ共振させるべく信号減衰させて、この減衰させた光信号を該利得等化器の入力側に供給する光減衰器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１５】
該フィルタが、伝送に必要な所要の波長帯域外の波長光信号を選択するフィルタとして構成されたことを特徴とする、請求項１４に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１６】
該第４の波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制
御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１７】
該多段に配置された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１８】
該波長多重光増幅基本ユニットへの入力を検出する入力モニタをそなえ、
該利得制御手段が、
該出力情報及び該入力モニタでの検出結果に基づいて利得制御信号を生成し、該利得制御信号を該利得等化器の入力側に設けられた該励起光源へ供給して、該励起光源の励起状態を制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項１９】
Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力されて、該Ｍ種類の波長の光信号を分岐ポートを通じて分岐しうるとともに、該Ｍ種類の波長の光信号とは別のＮ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を入力され、該Ｍ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号とともに該Ｎ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号について、（Ｍ＋Ｎ）種類の波長の光信号からなる波長多重光信号として出力しうる合流・分岐装置の分岐ポートに接続される波長多重光増幅装置であって、
該波長多重光増幅装置が、
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｌ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２０】
波長多重信号を分配するブロードキャスト部と、該ブロードキャスト部で分配された波長多重信号の一括切り替えを行ない、所望の波長を選択する空間スイッチ・波長セレクタ部と、をそなえ、ｍ×ｎのマトリックス光スイッチングを行なう光クロスコネクト装置における該ブロードキャスト部若しくは空間スイッチ・波長セレクタ部での波長多重信号分配機能に適用される波長多重光増幅装置であって、
該波長多重光増幅装置が、
２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、複数の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とからなる波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、
これらの波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の波長多重光増幅基本ユニットが、１つの波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように多段に接続されるとともに、
該ルートとなる波長多重光増幅基本ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最前段に配置される該ルートの波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される波長多重光増幅基本ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段と、をそなえていることを特徴とする、波長多重光増幅装置。
【請求項２１】
Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の波長多重光信号をブロードキャストして光信号をドロップする第２ブロードキャストユニットと、
Ｙ種類の光キャリア信号を出力して光信号をアドする光キャリア信号出力部と、
該第１ブロードキャストユニットの出力側および該光キャリア信号出力部の出力側にそれぞれ接続されて、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号と該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号とを選択的に出力する選択部とをそなえ、
該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、該波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、
該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の合波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの合波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの合波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、
該第２ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける他方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、
かつ、
該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の合波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される合波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、
該選択部が、
該第１ブロードキャストユニットの最後段に位置する合波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力にそれぞれ接続されて波長多重光信号の通過／遮断の切り換えを行なうＹ個のスイッチ部と、
該Ｙ個のスイッチ部に対応して設けられ、該対応するスイッチ部の波長多重光信号ラインと該光キャリア信号出力部からの光キャリア信号ラインとのカップリングをそれぞれ行なうＹ個のカップリング部と、
該Ｙ個のカップリング部からのＹ種類の光信号を光波長多重して出力する多重部とを有し、
該Ｙ個のスイッチ部が、それぞれ、該第１ブロードキャストユニットからの波長多重光信号を通過させて該多重部から出力するか、又は、該光キャリア信号出力部からのＹ種類の光キャリア信号のうちで対応付けられた光キャリア信号を該多重部から出力するかを選択的に切り換えるように構成されていることを特徴とする、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項２２】
該第４の波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、該第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２３】
該多段に接続された波長多重光増幅基本ユニットうちの最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットと、少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットとに介装されて、該最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部が接続されたことを特徴とする、請求項２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２４】
該波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成であって、該波長多重光増幅ユニットの信号入力ポートに、その一方の光増幅部の出力が接続された第４の波長多
重光増幅基本ユニットと、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットと、該波長多重光増幅基本ユニットとに介装されて、該第４の波長多重光増幅基本ユニットより出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出しこの励起光を複数に分波して出力する励起光再入力部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２５】
該励起光再入力部が、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける該第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと該第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２２に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２６】
該励起光再入力部が、
該最前段に配置された波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が少なくとも該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットにおける該第２の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートと該第３の波長多重光増幅基本ユニットの信号入力ポートとにそれぞれ接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該再前段に配置される波長多重光増幅ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２３に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２７】
該励起光再入力部が、
該第４の波長多重光増幅基本ユニットから出力される漏れ光信号から波長多重光信号成分を除去して励起光を抽出するフィルタと、
該フィルタに接続されるとともに、出力側が該波長多重光増幅ユニットにおける該他方の入力ポートに接続され、該フィルタにて抽出された該励起光を該波長多重光増幅基本ユニットに入力する光分岐部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２４に記載の波長多重光増幅装置。
【請求項２８】
Ｘ種類の波長の光信号からなる第１の波長多重光信号を２つに分配する初段ユニットと、
該初段ユニットの出力側に接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された一方の該第１の波長多重光信号をブロードキャストする第１ブロードキャストユニットと、
複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する追加信号出力部と、
該初段ユニットにおける２つの分配出力の他方と該追加信号出力部の出力とが接続されて、該初段ユニットで２つに分配出力された他方の該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの該第２の波長多重光信号とのカップリングを行なう伝送出力部とをそなえ、
該初段ユニットが、２つの入力ポートと２つの出力ポートとを有し、Ｘ種類の波長の光信号からなる波長多重光信号を該２つの入力ポートのうちの一方の入力ポートとしての信号入力ポートから入力されることにより、該第１の波長多重光信号をそれぞれ上記２つの出力ポートから出力する光分岐部と、該光分岐部の該２つの出力ポートのそれぞれに接続されて励起光によって光増幅を行なう２つの光増幅部とを有し、該波長多重光信号を該２つの光増幅部を通じて２つに分配して出力する初段波長多重光増幅基本ユニットとして構成され、
該第１ブロードキャストユニットが、該初段波長多重光増幅基本ユニットと同じ構成の分波用波長多重光増幅基本ユニットを複数そなえ、これらの分波用波長多重光増幅基本ユニットが、その光分岐部における信号入力ポートを前段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力に接続されるようにして、全体として、該複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットが、１つの分波用波長多重光増幅基本ユニットをルートとしたツリー接続となるように、多段に接続されるように構成されるとともに、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最前段に位置する該ルートの分波用波長多重
光増幅基本ユニットにおける光分岐部の一方の入力ポートに、該初段波長多重光増幅基本ユニットにおける一方の光増幅部の出力ポートが接続されるように構成され、且つ、上記複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうち最後段に位置する分波用波長多重光増幅基本ユニットにおける光増幅部の出力側に所定の波長の光信号を選択して出力する複数のドロップ用光フィルタをそなえ、
かつ、
該初段ユニットよりも上流側にそなえられ、該励起光を出力する励起光源と、
該励起光源からの励起光と、該初段ユニットへの波長多重光信号とを合波するとともに、該合波された光が、該初段ユニットの信号入力ポートに導かれるように構成された合波部と、
該合波部と該初段ユニットの信号入力ポートとの間に介装される利得等化器と、
該第１ブロードキャストユニットをなす多段にツリー接続された複数の分波用波長多重光増幅基本ユニットのうちの最後段に配置される分波用波長多重光増幅ユニットからの出力情報に基づいて、該励起光源からの励起光の出力を制御することにより、該多段にツリー接続された複数の波長多重光増幅基本ユニットの利得制御を行なう利得制御手段をそなえ、
該追加信号出力部が、
アド用に、互いに異なる波長の光キャリア信号をそれぞれ出力する複数の光キャリア信号発生部と、
該複数の光キャリア信号発生部側に接続されて、該複数の光キャリア信号出力部からの該複数の光キャリア信号を合波して第２の波長多重光信号を出力する多重部とをそなえ、
該伝送出力部が、
該初段ユニットと該追加信号出力部とに接続されて、該初段ユニットからの該第１の波長多重光信号と該追加信号出力部からの第２の波長多重光信号とをカップリングすることにより、該第１の波長多重光信号に該第２の波長多重光信号をアドして、第３の波長多重光信号として出力するカップリング部と、
該カップリング部からの該第３の波長多重光信号を増幅してその増幅された該第３の波長多重光信号を出力する光増幅器とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項２９】
該初段ユニットの入力側に設けられ、光信号を増幅して増幅光信号を出力する増幅部が設けられ、
該増幅部と該初段ユニットにおける光分岐部の該信号入力ポートとに接続され、該増幅光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を該光分岐部の該信号入力ポートに入力する第１分散補償部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２８に記載の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【請求項３０】
該伝送出力部の該光増幅器に接続されて、該増幅された第３の波長多重光信号の分散を補償しこの分散補償した補償光信号を出力する第２分散補償部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２９に記載の波長多重光増幅基本ユニットを用いた光アド・アンド・ドロップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−３０４３５４（Ｐ２００６−３０４３５４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７５２５０（Ｐ２００６−１７５２５０）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【分割の表示】特願２０００−１０５１０（Ｐ２０００−１０５１０）の分割
【原出願日】平成１２年１月１９日（２０００．１．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【分割の表示】特願２０００−１０５１０（Ｐ２０００−１０５１０）の分割
【原出願日】平成１２年１月１９日（２０００．１．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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