波长转换装置及波长转换方法与流程

1.本文所讨论的实施方式涉及波长转换装置及波长转换方法。


背景技术：

2.随着通信需求的增加，已经需要通过增加要进行波长复用的光信号的信道来增加波分复用(wdm)的传输容量。例如，在仅使用传统(c)波段的波分复用光信号进行传输的情况下，其波段被限制为1530至1565(nm)。
3.同时，例如，可以通过将波段扩展到1565到1625(nm)的长(l)波段和1460到1530(nm)的短(s)波段来增加wdm的传输容量。公开了通过将c波段的波分复用光信号转换为l波段和s波段的波分复用光信号，来复用和传输c波段、l波段和s波段各个波分复用光信号的技术。
4.[引用列表]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[jpl 1]日本特开专利公开no.2003-188830。


技术实现要素：

[0007]
技术问题
[0008]
例如，转换波分复用光信号的波段的波长转换器的波长转换特性由于非线性光学介质的温度变化引起的偏离理想状态而变化。因此，波长转换后的波分复用光信号中的光信号相对于波长的输出功率的分布有可能是有偏差的。当输出功率的分布是有偏差的时，波分复用光信号的传输特性对于每个波长是有偏差的，并且可传输距离缩短。
[0009]
根据实施方式的一个方面，一种波长转换装置，该波长转换装置包括：波长转换器，其被配置为对波长复用了多个光信号的波分复用光信号的波段进行转换；第一波长滤波器，其被配置为传输在波长转换器的输入侧上的波分复用光信号，使得相对于多个光信号的波长的功率分布是有偏差的；第二波长滤波器，其被配置为传输在波长转换器的输出侧上的波分复用光信号，使得相对于多个光信号的波长的功率分布是有偏差的；第一检测器，其被配置为检测在波长转换器的输入侧上已通过第一波长滤波器传输的波分复用光信号的第一功率；第二检测器，其被配置为检测在波长转换器的输入侧上未通过第一波长滤波器传输的波分复用光信号的第二功率；第三检测器，其被配置为检测在波长转换器的输出侧上已通过第二波长滤波器传输的波分复用光信号的第三功率；第四检测器，其被配置为检测在波长转换器的输出侧未通过第二波长滤波器传输的波分复用光信号的第四功率；以及控制器，其被配置为控制波长转换器的温度，使得第二功率与第一功率的第一比率和第四功率与第三功率的第二比率之差减小。
[0010]
根据实施方式的一个方面，一种波长转换方法，该波长转换方法包括以下步骤：对波长复用了多个光信号的波分复用光信号的波段进行转换；传输在波长转换器的输入侧上的波分复用光信号，使得相对于多个光信号的波长的功率分布是有偏差的；传输在波长转
换器的输出侧上的波分复用光信号，使得相对于多个光信号的波长的功率分布是有偏差的；检测在波长转换器的输入侧上已通过第一波长滤波器传输的波分复用光信号的第一功率；检测在波长转换器的输入侧上未通过第一波长滤波器传输的波分复用光信号的第二功率；检测在波长转换器的输出侧上已通过第二波长滤波器传输的波分复用光信号的第三功率；检测在波长转换器的输出侧上未通过第二波长滤波器传输的波分复用光信号的第四功率；以及控制波长转换器的温度，使得第二功率与第一功率的第一比率和第四功率与第三功率的第二比率之差减小。
[0011]
技术效果
[0012]
一方面，可以抑制由于波分复用光信号的波长转换导致的输出功率分布中的偏差。
附图说明
[0013]
图1是例示了示例性传输系统的配置图；
[0014]
图2是根据第一实施方式的波长转换装置的配置图；
[0015]
图3是例示了示例性波长转换器的配置图；
[0016]
图4是例示了基于非简并(non-degenerate)四波混频的示例性波长转换方案的频谱图；
[0017]
图5是例示了监测电路的示例的配置图；
[0018]
图6是例示基于简并(degenerate)四波混频的示例性波长转换方案的频谱图；
[0019]
图7是例示了监测电路的另一示例的配置图；
[0020]
图8是根据第二实施方式的波长转换装置的配置图；
[0021]
图9是例示了第一实施方式和第二实施方式的控制电路的控制过程的流程图；
[0022]
图10是例示了根据第三实施方式的波长转换装置的配置图；
[0023]
图11是例示了根据第四实施方式的波长转换装置的配置图；以及
[0024]
图12是例示了根据第三实施方式和第四实施方式的控制电路的控制过程的流程图。
具体实施方式
[0025]
(传输系统的示例性配置)
[0026]
图1是例示了传输系统9的示例的配置图。作为示例，传输系统9包括由光纤等组成的传输线90、以及经由传输线90彼此连接的发送装置2和接收装置3。
[0027]
如虚线所示，发送装置2将c波段、l波段、s波段的波分复用光信号sa至sc中的每一个进行复用，以生成复用光smux，并且经由传输线90向接收装置3发送该复用光smux。发送装置2包括多个发送器(tx)20a至20c、复用器21a至21c、光放大器23a至23c、波长转换装置(cnv)24a和24c、以及复用器26。
[0028]
波长转换装置24a将波分复用光信号sa的波段从c波段转换到l波段，并且波长转换装置24c将波分复用光信号sc的波段从c波段转换到s波段。注意，稍后将描述波长转换装置24a和24c的配置。
[0029]
多个发送器20a、复用器21a、光放大器23a和波长转换装置24a设置在波分复用光
信号sa的路径上。每个发送器20a生成波长在c波段中的光信号da，并将其输出到复用器21a。每个发送器20a的光信号da的波长不同。
[0030]
多个发送器20b、复用器21b和光放大器23b设置在波分复用光信号sb的路径上。每个发送器20b生成波长在c波段中的光信号db，并将其输出到复用器21b。每个发送器20b的光信号db的波长不同。
[0031]
多个发送器20c、复用器21c和光放大器23c设置在波分复用光信号sc的路径上。每个发送器20c生成波长在c波段中的光信号dc，并将其输出到复用器21c。每个发送器20c的光信号dc的波长不同。
[0032]
发送器20a至20c连接至客户端侧的局域网(lan)等。例如，发送器20a至20c根据诸如以太网(注册商标，下同)信号之类的客户信号分别生成光信号da至dc。
[0033]
复用器21a将从各发送器20a输入的光信号da进行复用，以生成c波段的波分复用光信号sa，并且将其输出到光放大器23a。此外，以与复用器21a类似的方式，复用器21b根据每个光信号db生成c波段的波分复用光信号sb，以将其输出到光放大器23b，并且复用器21c根据每个光信号dc生成c波段的波分复用光信号sc，以将其输出到光放大器23c。注意，复用器21a至21c例如是光耦合器。
[0034]
光放大器23a至23c分别放大波分复用光信号sa至sc。例如，光放大器23a至23c是掺铒光纤放大器(edfa)。光放大器23a向波长转换装置24a输出波分复用光信号sa。光放大器23b向复用器26输出波分复用光信号sb。光放大器23c向波长转换装置24c输出波分复用光信号sc。
[0035]
如附图标记g1所示，波长转换装置24a将波分复用光信号sa的波段从c波段转换到l波段。因此，已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的各光信号da的波长从c波段转换到l波段。此外，波长转换装置24c将波分复用光信号sc的波段从c波段转换到s波段。因此，与波分复用光信号sc进行了波长复用的各光信号dc的波长从c波段转换到s波段。波长转换装置24a和24c分别向复用器26输出转换后的波分复用光信号sa和sc。
[0036]
复用器26将分别从波长转换装置24a和24c输入的波分复用光信号sa和sc与从光放大器23b输入的波分复用光信号sb复用，并向传输线90输出复用光smux。注意，复用器26例如是光耦合器。
[0037]
以此方式，发送装置2将其中光信号da至dc分别经过波长复用的。l波段的波分复用光信号sa、c波段的波分复用光信号sb、和s波段的波分复用光信号sc进行复用，向接收装置3发送复用光smux。
[0038]
接收装置3包括多个接收器(rx)30a至30c、解复用器31a至31c、光放大器33a至33c、波长转换装置(cnv)34a和34c、以及解复用器36。复用光smux是从传输线90输入解复用器36。
[0039]
解复用器36针对每个波段对复用光smux进行解复用，并从不同的端口输出。例如，解复用器36是分光器。
[0040]
l波段的波分复用光信号sa输入到波长转换装置34a。波长转换装置34a将波分复用光信号sa的波段从l波段转换到c波段，并将其输出到光放大器33a。光放大器33a放大波分复用光信号sa，并将其输出到解复用器31a。
[0041]
s波段的波分复用光信号sc输入到波长转换装置34c。波长转换装置34c将波分复
用光信号sc的波段从s波段转换到c波段，并将其输出到光放大器33c。光放大器33c放大波分复用光信号sc，并将其输出到解复用器31c。注意，稍后将描述波长转换装置34a和34c的配置。
[0042]
c波段的波分复用光信号sb从解复用器36输入光放大器33b。光放大器33b放大波分复用光信号sb，并将其输出到解复用器31b。
[0043]
解复用器31a将波分复用光信号sa解复用为每个波长的光信号da，并将其输出到接收器30a。解复用器31b将波分复用光信号sb解复用为每个波长的光信号db，并将其输出到接收器30b。解复用器31c将波分复用光信号sc解复用为每个波长的光信号dc，并将其输出到接收器30c。注意，解复用器31a至31c例如是分光器。
[0044]
接收器30a至30c分别接收光信号da至dc。接收器30a到30c连接到客户端侧的lan等，例如从光信号da至dc生成客户端信号，并将客户端信号发送给lan。
[0045]
以此方式，接收装置3接收复用光smux，将复用光smux解复用为l波段的波分复用光信号sa、c-波段的波分复用光信号sb和s波段的波分复用光信号sc。
[0046]
(第一实施方式)
[0047]
图2是例示了根据第一实施方式的波长转换装置24a、24c、34a和34c的配置图。波长转换装置24a、24c、34a和34c包括分接头10和11、波长转换器12、光放大器13和15、可变光衰减器14、监测电路16和控制电路17。注意，虽然以下描述中将例示发送装置2中所提供的波长转换装置24a的操作，但是其它波长转换装置24c、34a及34c的操作亦与波长转换装置24a的操作类似。
[0048]
分接头10将波长转换器12的输入侧上的波分复用光信号sa朝向波长转换器12和监测电路16分支。分接头10例如包括分光器。分接头10是将波长转换器12的输入侧上的波分复用光信号sa分支到监测电路16的第二分支部分的示例。
[0049]
波长转换器12将波分复用光信号sa的波段从c波段转换到l波段。
[0050]
图3是例示了波长转换器12的示例的配置图。每个波长转换器12包括波分复用(wdm)耦合器122、激发光源120和121、光环行器123、偏振分束器124、高度非线性光纤(hnlf)125和温度调节器126。
[0051]
在此，输入到波长转换装置24a、24c、34a和34c的波分复用光信号sa和sc将称为输入光lin。此外，从波长转换装置24a、24c、34a和34c输出的波分复用光信号sa和sc将称为输出光lout。
[0052]
激发光源120和121分别向wdm耦合器122输出激发光xm和xe。各个激发光xm和xe的偏振彼此正交。wdm耦合器122对两个激发光xm和xe执行波长复用，并将它们输出到偏振分束器124。此外，输入光lin通过光环行器123输入到偏振分束器124。
[0053]
高度非线性光纤125的两端连接至偏振分束器124。高度非线性光纤125是具有两个主轴的非线性光学介质。偏振分束器124的te偏振输出端口以与主轴相对应的角度连接至高度非线性光纤125的一端。偏振分束器124的tm偏振输出端口以与相同主轴相对应的角度连接至高度非线性光纤125的另一端。
[0054]
激发光xm和xe以及输入光lin被偏振分束器124分割成te偏振和tm偏振，并且te偏振和tm偏振被输入到高度非线性光纤125的分开端，并且从另一端再次输入到偏振分束器124。
[0055]
高度非线性光纤125发生激发光xm和xe与输入光lin的四波混频(fwm)。通过四波混频所生成的闲散光具有与激发光xm和xe以及输入光lin的各个波长之差相对应的波长。闲散光通过偏振分束器124从高度非线性光纤125输入光环行器123。闲散光作为输出光lout从光环行器123输出。
[0056]
温度调节器126例如是加热器、风扇等，并且作为示例，调节高度非线性光纤125的温度。波长转换器12的波长转换特性根据高度非线性光纤125的温度而变化。因此，输出功率相对于通过波分复用光信号的波长转换所产生的波长的分布是有偏差的。同时，温度调节器126在后述的控制电路17的控制下调节温度，使得抑制波长转换器12的波长转换特性的变化，从而抑制输出功率分布的偏差。
[0057]
根据本示例的波长转换器12，根据以下描述的基于非简并四波混频的波长转换方案，将波分复用光信号sa的波段从c波段转换到l波段。
[0058]
图4是例示了基于非简并四波混频的波长转换方案的示例的频谱图。在波分复用光信号sa中，例如，具有在c波段中的波长λ1至λn(n：正整数)的光信号da被波长复用。此外，假设激发光xm和xe的中心波长分别为λm和λe，并且假设它们之差(λe-λm)为δλ。
[0059]
如虚线箭头所示，光信号da的波长λ1至λn分别转换为位置分别在波长轴上向长波长侧移动中心波长λm和λe之差δλ的、l波段的波长λ1
′
～λn
′
。这在频率方面准确地表达，并且波长转换器12将波长λ1至λn转换成近似满足关系(c/λ1-c/λ1
′
)＝(c/λm-c/λe)的波长。这里，“c”代表光速。注意，在波长转换装置24c和34a的情况下，波长转换器12将光信号dc和da的波长转换成位置在波长轴上向短波长侧移动中心波长λm和λe之差δλ的波长。这在频率方面准确地表达，并且波长转换器12将波长λ1至λn转换成近似满足关系(c/λ1
′‑
c/λ1)＝(c/λm-c/λe)的波长。
[0060]
再次参照图2，波长转换器12将已经过波段转换的波分复用光信号sa输出到光放大器13。光放大器13放大波分复用光信号sa，并将其输出到可变光衰减器14。
[0061]
可变光衰减器14针对光信号da的每个波长衰减从光放大器13输入的波分复用光信号sa的功率。可变光衰减器14是第一衰减器的示例，其在分接头11的前级中针对光信号da的每个波长衰减在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa的功率。可变光衰减器14将衰减后的波分复用光信号sa输出到光放大器15。
[0062]
光放大器15放大从可变光衰减器输入的波分复用光信号sa。光放大器15是第一放大器的示例，该第一放大器放大其功率在分接头11的前级中被可变光衰减器14衰减的波分复用光信号sa。光放大器15将波分复用光信号sa输出到分接头11。
[0063]
分接头11将波长转换器12输出侧上的波分复用光信号sa朝向波长转换器12和监测电路16分支。分接头11例如包括分光器。分接头11是第一分支部分的示例，其将波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa分支给监测电路16。
[0064]
监测电路16监测波长转换器12的输入侧和输出侧的各个波分复用光信号sa。如稍后将描述的，监测电路16检测在基于波长有偏差的情况以及基于波长无偏差的情况二者下在输入侧和输出侧上的每个波分复用光信号sa的功率。监测电路16将在输入侧和输出侧上的每个波分复用光信号sa的监测结果输出到控制电路17。
[0065]
控制电路17是控制器的示例，并且基于监测电路16的监测结果控制波长转换器12的温度。例如，控制电路17是包括中央处理单元(cpu)、存储器、现场可编程门阵列(fpga)或
专用集成电路(asic)的至少一部分的电路。
[0066]
控制电路17控制波长转换器12的温度，以抑制输出功率相对于波长的分布的偏差(bias)，该偏差是由于例如高度非线性光纤125的温度变化而导致的波长转换器12的波长转换特性的变化而引起的。例如，控制电路17通过控制温度调节器来控制高度非线性光纤125的温度。
[0067]
附图标记g21至g25表示用于抑制输出功率偏差的示例性控制。附图标记g21表示在输入到分接头10的波分复用光信号sa中相对于光信号da的波长的功率分布。波分复用光信号sa的功率基本上恒定，与波长无关。
[0068]
附图标记g22表示针对每个波长的输入波长转换器12的/从波长转换器12输出的波分复用光信号sa中的光信号da的功率比(“输入/输出功率比”)。虽然波长转换器12的输入/输出功率比在理想状态下基本上恒定与波长无关，如虚线所示，但是作为示例，在由于温度变化而偏离理想状态的情况下，波长转换器12的输入/输出功率比随着朝向长波长侧行进而变得更低。
[0069]
附图标记g23表示在从波长转换器12输出的波分复用光信号sa中相对于光信号da的波长的功率分布。由于由附图标记g22所指示的波长转换器12的转换特性，光信号da越靠近长波长侧，通过波长转换所产生的输出功率降低越多，从而光信号da的功率随着其朝向长波长侧行进而越低。
[0070]
如上所述，在输出侧上的波分复用光信号sa的输出功率根据波长转换器12的波长转换特性的变化而有偏差。同时，控制电路17根据波长转换器12的输入侧和输出侧上的每个波分复用光信号sa的监测结果来控制波长转换器12的温度，从而减少波长转换特性的变化并且抑制在输出侧上波分复用光信号sa的输出功率的偏差。
[0071]
另外，控制电路17基于监测电路16的监测结果控制可变光衰减器14的衰减量和光放大器15的增益，以补偿波分复用光信号sa的输出功率的偏差。附图标记g24表示针对每个波长输入可变光衰减器14和光放大器15的/从可变光衰减器14和光放大器15输出的波分复用光信号sa中的光信号da的功率比(“输入/输出功率比”)。
[0072]
利用由控制电路17控制的衰减量和增益量，可变光衰减器14和光放大器15具有与波长转换器12的输入/输出功率比基本上直接相反的输入/输出功率比。例如，可变光衰减器14和光放大器15以光信号da的输出功率随着朝向短波长侧行进而变小的方式改变功率。
[0073]
附图标记g25表示从光放大器15输出并输入到分接头11的波分复用光信号sa中相对于光信号da的波长的功率分布。控制电路17减小由波长转换器12导致的输出功率分布的偏差，从而波分复用光信号sa的功率基本上恒定，与波长无关。
[0074]
(监测电路的示例性配置)
[0075]
图5是例示了监测电路16的示例的配置图。监测电路16包括分接头160和164、波长滤波器161和165以及光电二极管(pd)162、163、166和167。
[0076]
波长转换器12的输入侧上的波分复用光信号sa从分接头10输入到分接头160、波长滤波器161、以及pd 162和163。附图标记g31到g33表示已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的、波长为λ1、λ2或λ3的每个光信号da的功率分布，作为示例。
[0077]
在输入侧上的波分复用光信号sa从分接头10输入到分接头160。如附图标记g31所示，波长为λ1、λ2和λ3的波分复用光信号sa的各个光信号da的功率是通过将传输时的功率
p1、p2和p3分别乘以系数ai1、ai2和ai3而获得的值。此时，波长为λ1、λ2和λ3的各个光信号da的功率分布几乎无偏差(参见虚线)。
[0078]
分接头160例如包括分光器等，并将波分复用光信号sa分支到pd 162和波长滤波器161。
[0079]
如附图标记g32所示，输入pd 162的波分复用光信号sa的功率分布与输入分接头160的波分复用光信号sa的功率分布相似，并且几乎无偏差(见虚线)。
[0080]
pd 162检测从分接头160输出的波分复用光信号sa的功率pin_total。功率pin_total为波长λ1、λ2、λ3的各个光信号da的总功率。这里，pd 162是检测未通过波长滤波器161传输的波分复用光信号sa的功率pin_total的第二检测器的示例。此外，功率pin_total是第二功率的示例。控制电路17从pd 162获得功率pin_total。
[0081]
波长滤波器161是第一波长滤波器的示例，并且以功率分布相对于波长λ1、λ2和λ3有偏差的方式传输波分复用光信号sa。由于波长滤波器161根据波长λ1、λ2和λ3具有不同的滤波器系数，因此所传输的光的功率依据波长而变化。
[0082]
在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa中的每个光信号da的功率随着朝向长波长侧行进而降低，从而波长滤波器161以功率随着它朝向长波长侧行进而减小的方式传输波分复用光信号sa(参见虚线)。如附图标记g33所示，波长为λ1、λ2和λ3的传输波分复用光信号sa的各个光信号da的功率是通过将传输时的功率p1、p2和p3分别乘以系数aif1、aif2和aif3而获得的值。
[0083]
pd 163检测从波长滤波器161输出的波分复用光信号sa的功率pin_filter。功率pin_filter为波长为λ1、λ2、λ3的各个光信号da的总功率。这里，pd 163是检测通过波长滤波器161传输的波分复用光信号sa的功率pin_filter的第一检测器的示例。此外，功率pin_filter是第一功率的示例。控制电路17从pd 163获得功率pin_filter。
[0084]
同时，在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa从分接头11输入分接头164、波长滤波器165以及pd 166和167。附图标记g34至g36表示已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的、波长为λ1
′
、λ2
′
或λ3
′
的每个光信号da的功率分布，作为示例。
[0085]
在输出侧上的波分复用光信号sa从分接头11输入分接头164。如附图标记g34所示，波长为λ1
′
、λ2
′
和λ3
′
的波分复用光信号sa的各个光信号da的功率是通过将传输时的功率p1、p2和p3分别乘以系数ao1、ao2和ao3而获得的值。此时，依据波长转换器12的波长转换特性和可变光衰减器14的衰减特性以及光放大器15的放大，各个波长为λ1
′
、λ2
′
、λ3
′
的光信号da的功率分布是有偏差的(参见虚线)。
[0086]
分接头164例如包括分光器等，并将波分复用光信号sa分支到pd 166和波长滤波器165。
[0087]
如附图标记g35所示，输入到pd 166的波分复用光信号sa的功率分布类似于输入到分接头164的波分复用光信号sa的功率分布，并且依据波长转换器12的波长转换特性以及可变光衰减器14的衰减特性和光放大器15的放大特性而是有偏差的(参见虚线)。
[0088]
pd 166检测从分接头164输出的波分复用光信号sa的功率pout_total。功率pout_total为波长为λ1
′
、λ2
′
、λ3
′
的各个光信号da的总功率。这里，pd 166是检测未通过波长滤波器165传输的波分复用光信号sa的功率pout_total的第四检测器的示例。此外，功率pout_total是第四功率的示例。控制电路17从pd 166获得功率pout_total。
[0089]
波长滤波器165是第二波长滤波器的示例，并且以功率分布相对于波长λ1
′
、λ2
′
和λ3
′
有偏差的方式传输波分复用光信号sa。由于波长滤波器161根据波长λ1
′
、λ2
′
和λ3
′
具有不同的滤波器系数，因此所传输的光的功率依据波长而变化。
[0090]
在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa中的每个光信号da的功率随着它朝向长波长侧行进而降低，从而波长滤波器161以功率随着它朝向长波长侧行进而减小的方式来传输波分复用光信号sa(参见虚线)。如附图标记g36所示，波长为λ1
′
、λ2
′
和λ3
′
的传输的波分复用光信号sa的各个光信号da的功率是通过将传输时的功率p1、p2和p3分别乘以系数aof1、aof2和aof3而获得的值。
[0091]
pd 167检测从波长滤波器165输出的波分复用光信号sa的功率pout_filter。功率pout_filter是波长为λ1
′
、λ2
′
、λ3
′
的各个光信号da的总功率。这里，pd 167是检测通过波长滤波器165传输的波分复用光信号sa的功率pout_filter的第三检测器的示例。此外，功率pout_filter是第三功率的示例。控制电路17从pd 167获得功率pout_filter。
[0092]
控制电路17根据在波长转换器12的输入侧上的波分复用光信号sa的功率pin_total和pin_filter，计算输入信号倾斜量ti，作为在输入侧上的波分复用光信号sa的功率分布的偏差的指标值。
[0093]
ti＝(aif1
·
p1+aif2
·
p2+aif3
·
p3)/(ai1
·
p1+ai2
·
p2+ai3
·
p3)
[0094]
＝pin_filter/pin_total...(1)
[0095]
控制电路17根据以上给出的公式(1)计算输入信号倾斜量ti。输入信号倾斜量ti被计算为波长滤波器161的非传输功率pin_total相对于传输功率pin_filter的比率。注意，控制电路17根据传输线90的传输损耗等由输入信号倾斜量ti计算目标倾斜量tt。
[0096]
此外，控制电路17根据字波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa的功率pout_total和pout_filter，来计算输出信号倾斜量to，作为在输出侧上的波分复用光信号sa的功率分布的偏差的指标值。
[0097]
to＝(aof1
·
p1+aof2
·
p2+aof3
·
p3)/(ao1
·
p1+ao2
·
p2+ao3
·
p3)
[0098]
＝pout_filter/pout_total...(2)
[0099]
控制电路17根据以上给出的公式(2)计算输出信号倾斜量to。输出信号倾斜量to被计算为波长滤波器165的非传输功率pout_total相对于传输功率pout_filter的比率。
[0100]
在输入侧和输出侧上的波分复用光信号sa的各个功率分布的偏差彼此相等的情况下，ai1＝ao1，ai2＝ao2，ai3＝ao3成立。此时，假设各波长滤波器161和165的传输特性相同，aif1＝aof1，aif2＝aof2和aif3＝aof3成立。因此，ti(tt)＝to成立。
[0101]
因此，控制电路17以使得输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to之差减小的方式来控制波长转换器12的温度。因此，波长转换装置24a根据在波长转换之前和之后每个波分复用光信号sa中相对于光信号da的波长的功率分布的偏差的监测结果，适当地控制波长转换器12的温度，从而可以抑制功率分布的偏差。
[0102]
而且，控制电路17还以输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to之差减小的方式，来控制可变光衰减器14的衰减量和光放大器15的增益。因此，波长转换装置24a可以基于波长转换的特性来补偿功率分布的偏差。注意，对于其它波长转换装置24c、34a和34c，可以类似地获得上述效果。
[0103]
此外，波长滤波器161和165二者以光信号da的功率随着其朝向长波长侧行进而减
小的方式传输波长转换器12的波分复用光信号sa。因此，如图4所示，在波长转换器12将各个光信号da的波长λ1、λ2、
……
和λn转换为在波长轴上移动了预定宽度δλ的位置处的波长λ1
′
、λ2
′
、
……
和λn
′
的情况下，控制电路17可以根据功率分布的偏差方向计算输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to。
[0104]
此外，与图3的示例不同，在使用单激发光转换波长的情况下，波长转换器12将各个光信号da的波长λ1、λ2、
……
和λn转换为在波长轴上的对称位置处的其它波长λ1
′
、λ2
′
、
……
、λn
′
，激发光的中心波长位于它们之间，如下所述。
[0105]
图6是例示了基于简并四波混频的示例性波长转换方案的频谱图。这里，假设激发光xc的中心波长为λc。注意，在图6中，对将省略与图4的内容共有的内容的描述。
[0106]
如虚线箭头所示，在c波段中的光信号da的波长λ1至λn分别被转换为在波长轴上的对称位置处的其它波长λ1
′
、λ2
′
、
……
、λn
′
，并且激发光xc的中心波长λc在它们之间。例如，波长λ1被转换为从中心波长λc向长波长侧移动与激发光xc的中心波长λc的差(λc-λ1)的波长λ1
′
。这在频率方面准确地表达，并且波长转换器12将波长λ1至λn转换成近似满足关系c/λ1
′
＝(2c/λc-c/λ1)的波长。波长λn被转换为从中心波长λc向长波长侧移动与激发光xc的中心波长λc的差(λc-λn)的波长λn
′
。这在频率方面准确地表达，并且波长转换器12将波长λ1至λn转换成近似满足关系c/λn
′
＝(2c/λc-c/λn)的波长。
[0107]
因此，通过波长转换，波长λ1、λ2、
……
、λn在波长轴上的顺序被反转。因此，如下所述，监测电路16以在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa的功率分布的偏差方向变为与图5的示例的功率分布的偏差方向相反的方式，来传输波分复用光信号sa。
[0108]
图7是例示了监视电路16的另一示例的配置图。在图7中，与图5中的配置共同的配置由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。监测电路16包括分接头160和164、波长滤波器161和165a、以及pd 162、163、166和167。
[0109]
附图标记g34a至g36a表示在波长转换器12的输出侧上已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的、波长为λ1、λ2或λ3的每个光信号da的功率分布。通过与图5的附图标记g34至g36所示的功率分布的偏差进行比较可以理解，功率分布的偏差方向与图5的示例的功率分布的偏差方向相反。
[0110]
通过波长转换器12的波长转换，波分复用光信号sa的输出功率随着波长(λ3)越靠近短波长侧而变得越小。因此，波长滤波器165a以功率随着波分复用光信号sa朝向短波长侧行进而减小的方式来传输波分复用光信号sa(参见虚线)。例如，波长滤波器165a以功率随着光信号的波长越靠近在输入侧上传输波分复用光信号sa的波长滤波器161的相对侧而减小的方式，来传输波分复用光信号sa。
[0111]
因此，即使在波长转换器12使用单激发光xc来转换波长的情况下，控制电路17也可以根据功率分布的偏差方向来计算输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to。注意，尽管在上述示例中已经提到了波长转换器12将波长转换为在长波长侧的另一波长的情况，但是即使在波长转换器12将波长转换为在短波长侧的另一波长的情况下，也可以应用与上述内容类似的配置和功能。
[0112]
(第二实施方式)
[0113]
图8是例示了根据第二实施方式的波长转换装置24a、24c、34a和34c的配置图。在图8中，与图2的配置共同的配置由相同的附图标记表示，并且将省略对其描述。注意，虽然
在以下描述中将举例说明波长转换装置24a，但其它波长转换装置24c、34a和34c具有类似的配置和功能。
[0114]
波长转换装置24a包括在波长转换器12的前级中的光放大器13a和15a以及可变光衰减器14a，来代替光放大器13和15以及可变光衰减器14。
[0115]
光放大器13a放大从分接头10输入的波分复用光信号sa，并将其输出到可变光衰减器14a。可变光衰减器14a针对光信号da的每个波长衰减波分复用光信号sa的功率，并将其输出到光放大器15a。可变光衰减器14a是第二衰减器的示例，该第二衰减器在分接头10的后级中针对光信号da的每个波长衰减波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa的功率。
[0116]
光放大器15a放大波分复用光信号sa，并将其输出到波长转换器12。光放大器15a是第二放大器的示例，该第二放大器在分接头10的后级中放大其功率被光衰减器14a衰减的波分复用光信号sa。
[0117]
控制电路17a是控制器的示例，并且是代替上述的控制电路17设置的。控制电路17a以输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to之差减小的方式，控制可变光衰减器14a的衰减量、光放大器15a的增益和波长转换器12的温度。如附图标记g24a所示，利用由控制电路17控制的衰减量和增益，可变光衰减器14a和光放大器15a以与第一实施方式类似的方式具有与波长转换器12的输入/输出功率比大致直接相反的输入/输出功率比。例如，可变光衰减器14a和光放大器15a以光信号da的输出功率随着它朝向短波长侧行进而变小的方式改变功率。因此，波长转换装置24a可以基于波长转换的特性来补偿功率分布的偏差。
[0118]
此外，由于在本示例中，可变光衰减器14a和光放大器15a设置在波长转换器12的前级，因此与如同第一实施方式中一样可变光衰减器14和光放大器15设置在后级中的情况相比，可以迅速地控制输入波长转换器12的波分复用光信号sa的功率。注意，对于其它波长转换装置24c、34a和34c，可以类似地获得上述效果。
[0119]
图9是例示了根据第一实施方式和第二实施方式的控制电路17和17a的控制过程的流程图。控制电路17和17a由从监测电路16获得的输入侧上的波分复用光信号sa的功率pin_total和pin_filter，来计算输入信号倾斜量ti(步骤st1)。输入信号倾斜量ti例如是1.0(db)。
[0120]
接下来，控制电路17和17a由输入信号倾斜量ti确定目标倾斜量tt(步骤st2)。目标倾斜量tt例如为0.5
±
0.2(db)。此时，例如，控制电路17和17a可以通过以传输线90的传输特性为基础校正输入信号倾斜量ti来确定目标倾斜量tt，或者可以将输入信号倾斜量ti原样确定为目标倾斜量tt。注意，控制电路17和17a将目标倾斜量tt存储在存储器等中。
[0121]
接下来，控制电路17和17a执行可变光衰减器14和14a的衰减量、光放大器15和15a的增益以及波长转换器12的温度的初始设置(步骤st3)。例如，衰减量被设置为0(db)，并且增益被设置为光放大器15的输出功率为20(db)的值，而温度被设置为30(度)。接下来，控制电路17和17a由从监测电路16获得的在输出侧上的波分复用光信号sa的功率pout_total和pout_filter，计算输出信号倾斜量to1(to)(步骤st4)。输出信号倾斜量to1例如是4.5(db)。注意，控制电路17和17a将计算出的输出信号倾斜量to1存储在存储器等中。
[0122]
接下来，控制电路17和17a以目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to1之差减小的方式控制可变光衰减器14的衰减量(步骤st5)。例如，控制电路17和17a将衰减量增加1(db)。接
着，控制电路17和17a以目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to1之差减小的方式控制光放大器15和15a的增益，同时将在波长转换器12的输出侧上的波分复用光信号sa的功率保持在初始值(20(db))(步骤st6)。
[0123]
接下来，控制电路17和17a计算输出信号倾斜量to2(to)(步骤st7)。输出信号倾斜量to2例如是20(db)。注意，控制电路17和17a将计算出的输出信号倾斜量to2存储在存储器等中。
[0124]
接下来，控制电路17和17a比较目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to2(步骤st8)。此时，例如，如果目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to2之差(|tt-to2|)等于或小于预定阈值，则控制电路17和17a将目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to2视为相同值。
[0125]
当目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to2为相同值时(步骤st8中为“是”)，控制电路17和17a解释为充分抑制了波分复用光信号sa中的每个光信号da相对于波长的功率的偏差，并且过程结束。
[0126]
此外，当目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to2不同时(步骤st8中为“否”)，控制电路17和17a将目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to2之差(|tt-to2|)和目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to1之差(|tt-to1|)进行比较(步骤st9)。如果满足|tt-to2|《|tt-to1|(步骤st9中为“是”)，则控制电路17和17a解释为输出信号倾斜量to2已经接近目标倾斜量tt，并再次执行从步骤st4开始的各个处理以继续控制衰减量和增益。
[0127]
此外，当满足|tt-to2|≥|tt-to1|(步骤st9中为“否”)时，控制电路17和17a解释为输出信号倾斜量to2没有接近目标倾斜量tt，并且将可变光衰减器14和14a的衰减量恢复到最近执行步骤st5之前的值(步骤st10)。例如，如果在最近的步骤st5中衰减量已经增加了1(db)，则控制电路17和17a将衰减量减少1(db)。
[0128]
接下来，控制电路17和17a以目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to1之差减小的方式，从初始值开始增加波长转换器12的温度(步骤st11)。控制电路17和17a将温度增加例如1度。
[0129]
接下来，控制电路17和17a计算输出信号倾斜量to3(to)(步骤st12)。输出信号倾斜量to3例如是1.8(db)。注意，控制电路17和17a将计算出的输出信号倾斜量to3存储在存储器等中。
[0130]
接下来，控制电路17和17a比较目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to3(步骤st13)。此时，当目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to3之差(|tt-to3|)等于或小于预定阈值时，控制电路17和17a将目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to3视为相同值。
[0131]
当目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to3为相同值时(步骤st13中为“是”)，控制电路17和17a解释为充分抑制了波分复用光信号sa中的每个光信号da的相对于波长的功率的偏差，并且过程结束。
[0132]
此外，当目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to3不同(步骤st13中为“否”)时，控制电路17和17a将目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to3之差(|tt-to3|)和目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to2之差(|tt-to2|)进行比较(步骤st14)。当满足|tt-to3|《|tt-to2|(步骤st14中为“是”)时，控制电路17和17a解释为输出信号倾斜量to3已经接近目标倾斜量tt，并再次执行从步骤st4开始的每个处理以继续对波长转换器12的温度的增大控制。
[0133]
此外，当满足|tt-to3|≥|tt-to2|(步骤st14中为“否”)时，控制电路17和17a解释
为输出信号倾斜量to3没有接近目标倾斜量tt，并且从初始值开始降低波长转换器12的温度(步骤st15)。例如，当在步骤st11中温度已增大1度时，控制电路17和17a将温度减小2度。
[0134]
接下来，控制电路17和17a计算输出信号倾斜量to4(to)(步骤st16)。输出信号倾斜量to4例如是0.5(db)。注意，控制电路17和17a将计算出的输出信号倾斜量to4存储在存储器等中。
[0135]
接下来，控制电路17和17a比较目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to4(步骤st17)。此时，例如，当目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to4之差(|tt-to4|)等于或小于预定阈值时，控制电路17和17a将目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to4视为相同值。
[0136]
当目标倾斜量tt与输出信号倾斜量to4为相同值(步骤st17中为“是”)时，控制电路17和17a解释为充分抑制了波分复用光信号sa中的每个光信号da相对于波长的功率的偏差，并且过程结束。
[0137]
此外，如果目标倾斜量tt和输出信号倾斜量to4不同(步骤st17中为“否”)时，控制电路17和17a比较波长转换器12中设置的温度和初始值(步骤st18)。当波长转换器12中设置的温度和初始值不同(步骤st18中为“否”)时，控制电路17和17a从步骤st4开始执行每个处理以再次执行温度控制。
[0138]
此外，如果波长转换器12中设置的温度和初始值相同(步骤st18中为“是”)，则控制电路17和17a确定基于温度控制不可能抑制功率分布的偏差，并检测错误(步骤st19)，并且过程终止。
[0139]
(第三实施方式)
[0140]
图10是例示了根据第三实施方式的波长转换装置24a、24c、34a和34c的配置图。在图10中，与图2的配置共同的配置由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。注意，虽然在以下描述中将举例说明波长转换装置24a，但其它波长转换装置24c、34a和34c具有类似的配置和功能。
[0141]
波长转换装置24a包括在波长转换装置12的后级中的波长选择开关18，代替可变光衰减器14。此外，波长转换装置24a包括代替控制电路17的控制电路17b，作为控制器的示例。
[0142]
波长选择开关18调整由光放大器13放大后的波分复用光信号sa中相对于每个光信号da的波长的功率分布。波长选择开关18例如通过改变与光信号da的每个波长相对应的光学滤波器的滤波系数来调整功率分布。
[0143]
在此，将由波长选择开关18调整后的功率分布的偏差的调整量称为“调整倾斜量”。以与上述公式(1)和(2)类似的方式，由波长选择开关18的输入侧和输出侧上的各个波分复用光信号sa的功率比来计算调整倾斜量。注意，波长选择开关18是第一光学滤波器的示例，其在分接头11的前级中调整在波长转换器12的输出侧上已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的相对于每个光信号da的波长的功率分布。
[0144]
控制电路17b以减小从监测电路16获得输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to之间的差的方式，来控制波长选择开关18的调整倾斜量和波长转换器12的温度。
[0145]
附图标记g24b表示针对每个波长从波长选择开关18输入的/输出到波长选择开关18的波分复用光信号sa中的光信号da的功率比(“输入/输出功率比”)。控制电路17b基于波长转换器12的波长转换特性，控制波长选择开关18的调整倾斜量，以指示与输入/输出功率
比(参见附图标记g22)相反的输入/输出功率比。
[0146]
例如，在控制电路17b的控制下，波长选择开关18以输入/输出功率比随着波长越靠近长波长侧而变得越高的方式，来设置调整倾斜量。因此，波长转换装置24a可以补偿由于波长转换特性而导致的功率分布(诸如，由附图标记g25指示的功率分布)的偏差。
[0147]
(第四实施方式)
[0148]
图11是例示了根据第四实施方式的波长转换装置24a、24c、34a和34c的配置图。在图11中，与图8中的配置共同的配置由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。注意，虽然在以下描述中将举例说明波长转换装置24a，但其它波长转换装置24c、34a和34c具有类似的配置和功能。
[0149]
波长转换装置24a包括在波长转换装置12的前级中的光放大器13a和15a以及波长选择开关18a，以代替光放大器13和15以及波长选择开关18。此外，波长转换装置24a包括代替控制电路17的控制电路17c，作为控制器的示例。
[0150]
波长选择开关18a具有与波长选择开关18的功能类似的功能。波长选择开关18a是第二光学滤波器的示例，其在分接头10的后级中调整在功率分布器12的输入侧上相对于已经与波分复用光信号sa进行了波长复用的各光信号da的波长的功率分布。附图标记g24c表示针对每个波长的从波长选择开关18a输入的/输出到波长选择开关18a的波分复用光信号sa中的光信号da的功率比(“输入输出功率比”)。
[0151]
例如，在控制电路17c的控制下，波长选择开关18a以输入/输出功率比随着波长越靠近长波长侧而变得越高的方式，来设置调整倾斜量。因此，波长转换装置24a可以补偿由于波长转换特性而导致的功率分布(诸如由附图标记g25表示的功率分布)的偏差。
[0152]
此外，由于在本示例中波长选择开关18a设置在波长转换器12的前级中，因此，与如同第一实施方式中一样波长选择开关18设置在后级中的情况相比，可以快速控制输入波长转换器12的波分复用光信号sa的功率。注意，对于其它波长转换装置24c、34a和34c，可以类似地获得上述效果。
[0153]
图12是例示了根据第三实施方式和第四实施方式的控制电路17b和17c的控制过程的流程图。在图12中，与图12的处理相同的处理由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。下面将描述与第一实施方式和第二实施方式在过程上的不同。
[0154]
在步骤st3a中，控制电路17b和17c执行波长选择开关18和18a的调整倾斜量和波长转换器12的温度的初始设置。波长选择开关18和18a的调整倾斜量例如为0(db)。
[0155]
此外，在步骤st5a中，控制电路17b和17c以从监测电路16获得的输入信号倾斜量ti和输出信号倾斜量to之差减小的方式，来控制波长选择开关18的调整倾斜量。例如，控制电路17b和17c将波长选择开关18的调整倾斜量增加0.5(db)。
[0156]
此外，在步骤st10a中，当满足|tt-to2|≥|tt-to1|(步骤st9中为“否”)时，控制电路17b和17c解释为输出信号倾斜量to2没有接近目标倾斜量tt，并且将波长选择开关18的调整倾斜量恢复到最近执行步骤st5a之前的值。例如，当在步骤st5a中调整倾斜量已经增加0.5(db)时，控制电路17b和17c将调整倾斜量减小0.5(db)。
[0157]
如上所述，控制电路17b和17c也可以通过控制波长选择开关18的调整倾斜量，来抑制基于波长转换器12的波长转换特性的功率分布的偏差。注意，根据实施方式的波长转换方法是由上述波长转换装置24a、24c、34a和34c执行的波长转换方法。
[0158]
上述实施方式为优选实施方式。然而，实施方式不限于此，并且在不脱离本实施方式的要旨的情况下可以进行各种修改。