(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重された光信号の再生中継を行う波長分割多重光伝送装置であって、
前記波長分割多重された光信号を複数の波長に分波する光分波器と、分波された各波長の光信号が入出力される複数のトランスポンダと、前記複数のトランスポンダと並列に配置される１個又は複数の波長可変トランスポンダとを含み、
前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合にその障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから出力することを特徴とする波長分割多重光伝送装置。
【請求項２】
前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合にその障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから出力させる監視制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項３】
前記複数のトランスポンダと、前記複数のトランスポンダと並列に配置される波長可変トランスポンダとで一組のトランスポンダ群を形成し、このトランスポンダ群を複数個並列に接続し、
前記複数のトランスポンダ群毎に前記複数のトランスポンダ及び波長可変トランスポンダの動作を監視し、前記複数のトランスポンダ群の中の前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合にその障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから出力させる監視制御手段を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項４】
前記波長分割多重された光信号を各波長の光信号に分波する光分波手段と、分波された各波長の光信号を分岐させその一方の光信号を各々の前記トランスポンダへ入力させる複数の第１光カプラと、前記複数の光カプラで分岐された他方の光信号から所定の光信号を選択し前記波長可変トランスポンダへ入力させる第１光スイッチと、前記波長可変トランスポンダからの出力信号の出力先を選択する第２光スイッチと、各々の前記トランスポンダからの出力信号と前記第２光スイッチからの出力信号とを結合させる複数の第２光カプラと、前記複数の第２光カプラからの出力信号を合波させる光合波手段とを含み、
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、前記第１光スイッチ、前記障害発生のトランスポンダ、波長可変トランスポンダ及び第２光スイッチを制御して、その障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項１から３いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項５】
前記複数のトランスポンダは、前記光分波手段に入力端を接続し、出力端を局社内の装置へ接続する第１の複数のトランスポンダと、その局社内の装置からの各波長の光信号を入力信号とし、前記光合波手段へ出力する第２の複数のトランスポンダとから構成され、
前記波長可変トランスポンダは前記第２の複数のトランスポンダと並列に配置されることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の波長分割多重光伝送装置
【請求項６】
各波長毎に前記光分波手段と光合波手段との間に接続される複数の光スイッチと、前記光スイッチの各々に対応して設けられる第１の複数のトランスポンダと、前記光スイッチの各々に対応して設けられる第２の複数のトランスポンダと、前記波長可変トランスポンダとを含み、
前記光スイッチの各々は前記第１のトランスポンダからの光信号と前記光分波手段からの光信号とのいずれかを選択して前記光合波手段へ送出する機能と、前記光分波手段からの光信号を前記第２のトランスポンダと前記光合波手段とのいずれかへ送出する機能とを有しており、
前記波長可変トランスポンダは前記第１の複数のトランスポンダと並列に配置されることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項７】
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのうち、いずれかのトランスポンダに発生した障害を検出すると、前記障害トランスポンダの光出力を停止させた後、障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項２から６いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項８】
前記第１光カプラを第３光スイッチに置き換え、
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、前記第３光スイッチ、第１光スイッチ、前記障害発生のトランスポンダ、波長可変トランスポンダ及び第２光スイッチを制御して、その障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から７いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項９】
前記第１光カプラを第３光スイッチに置き換え、さらに前記第１光スイッチを第３光カプラに置き換え、
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、前記第３光スイッチ、前記障害発生のトランスポンダ、波長可変トランスポンダ及び第２光スイッチを制御して、その障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から７いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１０】
前記第２光カプラを第４光スイッチに置き換え、
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、前記障害発生のトランスポンダ、波長可変トランスポンダ、第２光スイッチ及び第４光スイッチを制御して、その障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から９いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１１】
前記光合波手段は入力される光信号の出力を監視する光パワーモニタを含み、
前記監視制御手段は前記光パワーモニタでの監視の結果、前記トランスポンダの光出力が規格からはずれたことを検出すると、前記トランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から１０いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１２】
前記トランスポンダの光送信器は送信する光信号の出力を監視する光パワーモニタを含み、
前記監視制御手段は前記光パワーモニタでの監視の結果、前記トランスポンダの光出力が規格からはずれたことを検出すると、前記トランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から１１いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１３】
前記トランスポンダは電気信号に変換された光信号の誤り訂正機能を含むことを特徴とする請求項１から１２いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１４】
前記トランスポンダは電気信号に変換された光信号の信号品質モニタ機能を含み、
前記監視制御手段は電気信号に変換された光信号の信号品質が規格をはずれたことを示すアラームを受けることにより、前記トランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項２から１３いずれか記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１５】
前記第１光カプラの分岐比率が不等であり、さらに前記第１光スイッチと前記波長可変トランスポンダとの間に光増幅器が直列に接続されており、
前記監視制御手段は前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合に、前記第１光スイッチ、前記障害発生のトランスポンダ、波長可変トランスポンダ及び第２光スイッチを制御して、その障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから前記光合波手段に送出することを特徴とする請求項４から１４記載の波長分割多重光伝送装置。
【請求項１６】
波長分割多重された光信号を終端する第１の端局と第２の端局との間に、請求項１から１５いずれか記載の波長分割多重光伝送装置を１個又は複数個含むことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重光伝送装置及びその装置を用いた通信システムに関し、特に波長分割多重に用いられる波長分割多重光伝送装置及びその装置を用いた通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の波長分割多重光伝送装置を用いた通信システムの一例の構成図である。同図を参照すると、従来の通信システムは波長分割多重された光信号を送信する第１の端局１０１と、この波長分割多重された光信号を伝送路１０２を介して受信し複数の異なる波長λ１，λ２，…λＮ（Ｎは正の整数）の光信号に分波する光分波器１０３と、各波長λ１，λ２，…λＮの光信号を中継するトランスポンダ（transponder)１０４−１〜１０４−Ｎと、各トランスポンダ１０４−１〜１０４−Ｎからの各波長λ１，λ２，…λＮの光信号を合波する光合波器１０５と、この光合波器１０５から出力される波長分割多重された光信号を伝送路１０６を介して受信する第２の端局１０７とを含んで構成される。
【０００３】
このように、各トランスポンダ１０４−１〜１０４−Ｎは各波長λ１，λ２，…λＮの光信号を中継するものである。又、光分波器１０３、トランスポンダ１０４−１〜１０４−Ｎ及び光合波器１０５からなる構成を本発明では波長分割多重光伝送装置と称している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の波長分割多重光伝送装置はトランスポンダの故障時に円滑な復旧を行うためには、チャンネル数分のバックアップシステムを構築するか、あるいはチャンネル数分の予備のトランスポンダの在庫及び故障に早急に対処できる人員を確保しておかなければならない。
【０００５】
図１３は従来の波長分割多重光伝送装置のバックアップシステムの一例の構成図である。なお、同図において図１２と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。図１３を参照すると波長λ１の光信号は光カプラ１１０−１を介してトランスポンダ１０４−１へ入力され、再生中継される。そして、トランスポンダ１０４−１から出力された波長λ１の光信号は光カプラ１１１−１を介して光合波器１０５へ入力される。
【０００６】
一方、トランスポンダ１０４−１の故障等に対処する目的で予備用トランスポンダ１１２−１がトランスポンダ１０４−１と並列に接続されている。即ち、トランスポンダ１０４−１が正常な場合は光分波器１０３からの光信号は光カプラ１１０−１を介してトランスポンダ１０４−１へ入力され、さらにトランスポンダ１０４−１から光カプラ１１１−１を介して光合波器１０５へ入力されるが、トランスポンダ１０４−１が故障等の場合は光分波器１０３からの光信号は光カプラ１１０−１を介して予備用トランスポンダ１１２−１へ入力され、さらに予備用トランスポンダ１１２−１から光カプラ１１１−１を介して光合波器１０５へ入力される。これにより、トランスポンダ１０４−１の故障等により光信号の伝送が中断されるのを防止している。
【０００７】
同様に、他のトランスポンダ１０４−２，…，１０４−Ｎに対しても各々予備用トランスポンダ１１２−２，…，１１２−Ｎが並列に接続されている。従って、どのトランスポンダ１０４−１，…，１０４−Ｎが故障等の場合でも光信号の伝送が中断されることはない。
【０００８】
しかし、トランスポンダの故障等に対処するためにはＮ個の予備用トランスポンダ１１２−１〜１１２−Ｎを用意しなければならず、設備の増大及び費用の増大を招くという欠点があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、経済的で信頼性の高い波長分割多重光伝送装置及びその装置を用いた通信システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明による波長分割多重光伝送装置は、波長分割多重された光信号の再生中継を行う波長分割多重光伝送装置であって、その装置は前記波長分割多重された光信号を複数の波長に分波する光分波器と、分波された各波長の光信号が入出力される複数のトランスポンダと、前記複数のトランスポンダと並列に配置される１個又は複数の波長可変トランスポンダとを含み、前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合にその障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから出力することを特徴とする。
【００１１】
又、本発明による通信システムは、波長分割多重された光信号を終端する第１の端局と第２の端局との間に上記波長分割多重光伝送装置を１個又は複数個含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、上記構成により経済的で信頼性の高い波長分割多重光伝送装置を提供することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。まず、第１の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る波長分割多重光伝送装置の第１の実施の形態の構成図である。同図を参照すると、波長分割多重光伝送装置は波長分割多重された光信号をＮ個の各波長λ１〜λＮに分波する光分波器１と、λ１の波長の光信号を２分岐する光カプラ２−１と、光カプラ２−１からの分岐信号のうちの一方が入力されるトランスポンダ３−１と、トランスポンダ３−１から出力されるλ１の波長の光信号を他の光信号と結合させる光カプラ４−１と、λＮの波長の光信号を２分岐する光カプラ２−Ｎと、光カプラ２−Ｎからの分岐信号のうちの一方が入力されるトランスポンダ３−Ｎと、トランスポンダ３−Ｎから出力されるλＮの波長の光信号を他の光信号と結合させる光カプラ４−Ｎと、各光カプラ２−１〜２−Ｎからの分岐信号のうちの他方が入力されそれらのうちの１つの波長λＭ（Ｍは正の整数）の光信号を選択するＮ：１光スイッチ５と、Ｎ：１光スイッチ５で選択された光信号が入力される波長可変トランスポンダ６と、波長可変トランスポンダ６から出力される光信号をいずれかの光カプラ４−１〜４−Ｎに入力させる１：Ｎ光スイッチ７と、Ｎ個の各光信号を合波し波長分割多重する光合波器８と、光分波器１、トランスポンダ３−１〜３−Ｎ，Ｎ：１光スイッチ５、波長可変トランスポンダ６、１：Ｎ光スイッチ７及び光合波器８を制御する監視制御部９とを含んで構成されている。
【００１４】
又、トランスポンダ３−１は光カプラ２−１からの光信号を電気信号に変換する光受信器１１−１と、その電気信号の誤り訂正機能及び誤り訂正用のビットを付加する機能を有するＦＥＣ部( Forward Error Correction：順方向誤り訂正制御）１２−１と、その電気信号を波長λ１の光信号に変換する光送信器１３−１とから構成され、同様にトランスポンダ３−Ｎは光カプラ２−Ｎからの光信号を電気信号に変換する光受信器１１−Ｎと、その電気信号の誤り訂正機能を有するＦＥＣ１２−Ｎと、その電気信号を波長λＮの光信号に変換する光送信器１３−Ｎとから構成されている。さらに、波長可変トランスポンダ６はＮ：１光スイッチ５で選択された光信号を電気信号に変換する光受信器１４と、その電気信号の誤り訂正機能を有するＦＥＣ部１５と、その電気信号を１つの波長λＭの光信号に変換する波長可変光送信器１６とから構成されている。
【００１５】
なお、伝送路１０２を介して光分波器１と第１の端局１０１とを接続し、伝送路１０６を介して光合波器８と第２の端局１０７とを接続すれば波長分割多重光伝送装置を用いた通信システムが構成される。
【００１６】
次に、図１を参照して、第１の実施の形態の動作について、詳細に説明する。一本の光ファイバからなる伝送路１０２に波長分割多重され伝送されてきた光信号は、光分波器１にてλ１〜λＮの各波長に分波される。そして、波長λ１の光信号は、光カプラ２−１で分岐され、一方の光信号は光受信器１１−１に入力し、ここで電気信号に変換される。後段のＦＥＣ部１２−１はその電気信号中の符号誤り訂正用ビットをもとに誤り訂正を行い（デコード）、誤り訂正後の電気信号に符号誤り訂正用ビットを付加する（コード）。
【００１７】
その後、その電気信号は光送信器１３−１で波長λ１の光信号に変換された後、光カプラ４−１を通って光合波器８に入力される。又、波長λ２〜λＮの光信号で同様の処理がなされ、Ｎ個の光信号が光合波器８に入力され、そこで合波され、伝送路１０６に出力される。これは、光再生中継器（３Ｒ（Reshaping , Retiming , Regenerating ）中継器）と呼ばれるもので、超長距離の光伝送には欠かせないものである。
【００１８】
一方、光カプラ２−１〜２−Ｎで分岐されたＮ個の光信号は、Ｎ：１光スイッチ５に入力されている。上記光再生中継器が正常に動作している時、Ｎ：１光スイッチ５は、任意の波長の光信号を出力している。このＮ：１光スイッチ５と接続されている波長可変トランスポンダ６は光スイッチ５が出力する任意の光信号を受信しているが、監視制御部９からの制御信号により波長可変光送信器１６は光出力停止（シャットダウン）状態となっている。
【００１９】
ここで一例としてトランスポンダ３−１に障害が起き、例えば、光送信器１３−１が光信号を出力しなくなったと光合波器８が検出したとする。ここで、光合波器８の構成について説明しておく。図２は光合波器８の一例の構成図である。
同図を参照すると、光合波器８は各波長λ１〜λＮの光信号を分岐する光カプラ２１−１〜２１−Ｎと、分岐した一方の光信号を合波する合波素子２２と、分岐した他方の光信号の出力を監視する光パワ−モニタ２３−１〜２３−Ｎとからなる。即ち、光合波器８は光パワ−モニタ２３−１〜２３−Ｎという光パワーモニタ機能を有している。
【００２０】
光合波器８から図示しない光合波器８中の通信機能を通して、監視制御部９にアラームが上がった時点で、Ｎ：１光スイッチ５はλ１の光を選択し出力する。
波長可変トランスポンダ６の光受信器１４はλ１の光信号を電気信号に変換し、ＦＥＣ部１５で誤り訂正及び新たに符号誤り訂正用ビットの付加を行った後、波長可変光送信器１６でλ１の波長光信号に変換し、光出力を行う（シャットダウン解除）。
【００２１】
波長可変光送信器１６は波長λ１〜λＮまでの光を出力し得るが、この場合は、障害が起きたトランスポンダ３−１の波長、即ちλ１を出力する。１：Ｎ光スイッチ７は、波長可変光送信器１６の光信号を光カプラ４−１に出力する。その光信号は光カプラ４−１を通って光合波器８に到達する。なお、一連の切り替え動作は監視制御部９の指示により行われる。
【００２２】
このように波長可変トランスポンダ６は、トランスポンダ３−１〜３−Ｎの任意の１チャンネルに障害が出た場合に自動的にその障害チャンネルの代用として動作することができる。
【００２３】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３は第２の実施の形態の構成図である。なお、図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。
第１の実施の形態ではトランスポンダ３−１〜３−Ｎは光信号を単に中継する動作を行っていたが、第２の実施の形態では２系統のトランスポンダが設けられ、その一方は光分波器１からのλ１〜λＮの各波長の光信号を図示しない局社内へ入力（受信）する側に、他方はその局社内からのλ１〜λＮの各波長の光信号を光合波器８へ出力（送信）する側に設けられる。さらに具体的に説明すると、光信号の入力側では所定波長の光信号を分岐する処理（ｄｒｏｐ）が行われ、光信号の出力側では所定波長の光信号を挿入する処理（ａｄｄ）が行われる。このようなａｄｄ−ｄｒｏｐ機能を有する波長分割多重光伝送装置に用いられるトランスポンダである。
【００２４】
同図を参照すると、伝送路１０２を通って長距離伝送されてきた波長分割多重された光信号は、光分波器１にてλ１〜λＮの各波長に分波される。そして、波長λ１の光信号は受信側トランスポンダ３１−１内の光受信器３２に入力し、ここで電気信号に変換される。後段のＦＥＣデコーダ３３はその電気信号中の符号誤り訂正用コードをもとに誤り訂正を行い（デコード）、その後、その電気信号は光送信器３４で光信号に変換され、局社内に伝送され光信号を分岐する処理（ｄｒｏｐ）が行われる。λ２〜λＮの波長の光信号に対しても同様の処理が行われる。
【００２５】
一方、局社内において光信号を挿入する処理（ａｄｄ）が行われた波長λ１の光信号は、光カプラ３５−１で分岐され、一方は送信側トランスポンダ３６−１内の光受信器３７に入力される。そこでその光信号は電気信号に変換され、ＦＥＣコーダ３８で符号誤り訂正用ビットを付加し、光送信器３９で波長λ１の光信号に変換され、光カプラ４０−１を通して光合波器８に入力される。そして光合波器８でλ１〜λＮの各波長の光信号を多重し伝送路１０６に出力する。
【００２６】
又、送信側トランスポンダ３６−１〜３６−Ｎと並列に第１の実施の形態と同様の波長可変トランスポンダ４１と、Ｎ：１光スイッチ４２と、１：Ｎ光スイッチ４３とが接続されている。
【００２７】
ここで、波長λ１の光信号を出力する送信側トランスポンダ３６−１に障害が起き、例えば、光送信器３９が光信号を出力しなくなったと光合波器８が検出したとする。この場合、光合波器８からアラームが上がった時点で、Ｎ：１光スイッチ４２は、光カプラ３５−１から出力された光信号を選択し、波長可変トランスポンダ４１に出力する。そして、波長可変トランスポンダ４１でその光信号を電気信号に変換し、符号誤り訂正用ビットを付加し、その電気信号を光信号に変換した後、波長λ１の光信号を出力する。波長可変トランスポンダ４１はλ１〜λＮの光を出力しうるが、今回は障害の起きた送信側トランスポンダ３６−１が出力していたλ１の波長の光信号を出力する。波長可変トランスポンダ４１から出力された光信号は、１：Ｎ光スイッチ４３で光カプラ４０−１にのみ出力される。その光信号は光カプラ４０−１を通って光合波器８に入力され、波長分割多重された後、伝送路１０６に出力される。
【００２８】
なお、一連の切り替え動作は図示しない監視制御部９の指示により行われることは前述の第１の実施の形態と同様である。このように波長可変トランスポンダ４１は、送信側トランスポンダ３６−１〜３６−Ｎの任意の１チャンネルに障害が出た場合に自動的にその障害チャンネルの代用として動作することが可能である。
【００２９】
【実施例】
次に、第１の実施の形態の実施例について説明する。まず、第１実施例から説明する。第１実施例の説明には図１を用いる。第１実施例では前述の第１の実施の形態で起きた装置障害とは異なった障害を想定する。いま、トランスポンダ３−１の受信部における障害発生等で、トランスポンダ３−１のＦＥＣ部１２−１が誤り訂正を完全に行えなくなると、受信信号の品質が規格値を外れたとしてアラームをトランスポンダ３−１を通して監視制御部９に転送する。この時、監視制御部９は、トランスポンダ３−１に対して、光送信器１３−１の光出力を停止する指示を出し、光出力が停止したことを光合波器８の光パワーモニタ２３−１により確認した後、Ｎ：１光スイッチ５のλ１波長の光信号選択に始まる一連の切り替え作業を開始する。これにより、波長可変トランスポンダ６からλ１波長の光信号が１：Ｎ光スイッチ７と光カプラ４−１とを介して光合波器８へ入力される。
【００３０】
次に、第２実施例について説明する。図４は第２実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。図４と図１の相違点は、図４では図１の光カプラ４−１〜４−Ｎが光スイッチ５１−１〜５１−Ｎに置換されていることと、この光スイッチ５１−１〜５１−Ｎも監視制御部９に制御されることの２点だけである。
【００３１】
第２実施例では一例としてトランスポンダ３−１と監視制御部９間の通信障害が発生した場合を考える（図４の５２点（×印で表示））。このような場合トランスポンダ３−１に何らかの障害が発生しても、トランスポンダ３−１と監視制御部９間の通信が不通であるため、トランスポンダ３−１から監視制御部９にアラームを転送することができない。このような場合、監視制御部９は以下に記すような動作を行う。
【００３２】
まず、監視制御部９から通信線を介してトランスポンダ３−１に対し障害状況を問い合わせる問い合わせ信号を送信する。これは必要な場合にだけ送信してもよいし定期的に送信してもよい。しかし、トランスポンダ３−１と監視制御部９間の通信障害のために、トランスポンダ３−１からの正しい応答は無いはずである。そこで、監視制御部９は問い合わせ信号を送信してから一定時間経過してもトランスポンダ３−１から回答が送信されてこない場合、トランスポンダ３−１に障害が発生したとみなし、Ｎ：１光スイッチ５はλ１の光を選択し、波長可変トランスポンダ６側に出力する。光スイッチ５１−１は、光送信機１３−１側から１：Ｎ光スイッチ７側に切り替える。これにより、トランスポンダ３−１の光送信器１３−１からの光信号の送信は遮断され、その代わりに波長可変トランスポンダ６の波長可変光送信器１６からλ１の波長の光信号が１：Ｎ光スイッチ７及び光スイッチ５１−１を介して光合波器８へ入力される。
【００３３】
次に、第３実施例について説明する。第１の実施の形態では、１個の波長可変トランスポンダ６でＮ個全てのトランスポンダ３−１〜３−Ｎのバックアップを行っているが、実際には、トランスポンダの故障率と必要なシステムの信頼度及びコストを考慮することにより、１個の波長可変トランスポンダでバックアップするトランスポンダの数の最適値が決まる。
【００３４】
本発明では、一例として１〜１６０チャネルの異なる波長の光信号が一本の光ファイバに伝送されることを想定している。従って、トランスポンダも１〜１６０個必要となる。しかし、多数のトランスポンダを１個の波長可変トランスポンダでバックアップすることは困難である。そこで、図５に示す構成が考えられる。図５は第３実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。
【００３５】
図５は一例として２０個（Ｎ＝２０）のトランスポンダ３−１〜３−Ｎに対し１個の波長可変トランスポンダ６を設けこれを一組のトランスポンダ群６１とする。そして、このトランスポンダ群６１をトランスポンダの総数が例えば４０個の場合は２個、総数が１６０個の場合は８個設けるのである。なお、同図に図示していないがこれらのトランスポンダ３、波長可変トランスポンダ６、光スイッチ５，７、光分波器１及び光合波器８は図１と同様に監視制御部９により制御される。
【００３６】
次に、第４実施例について説明する。図６は第４実施例の構成図である。第４実施例はトランスポンダの構成の一例を示している。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。同図では、一例としてトランスポンダ３−１の構成を示しているが、トランスポンダ３−２〜３−Ｎも構成は同様である。
【００３７】
同図を参照すると、トランスポンダ３−１は光信号を受信し電気信号に変換する機能を有する光受信器１１−１と、その電気信号中の誤り訂正用ビットを用いて誤り訂正を行うＦＥＣデコ−ダ７１及び誤り訂正用のビットを信号中に挿入するＦＥＣコーダ７２からなるＦＥＣ１２−１と、その電気信号を光信号に変換する機能を有する光送信器１３−１とから構成されている。
【００３８】
さらに具体的に説明すると、波長分割多重された光信号のうちの一波である波長がλ１で伝送速度が１０．６Ｇｂ／ｓの光信号が光受信器１１−１に入力される。この光信号は光受信器１１−１で１０．６Ｇｂ／ｓの電気信号に変換されて出力される。次に、この１０．６Ｇｂ／ｓの電気信号はＦＥＣデコ−ダ７１へ入力されて１０．６Ｇｂ／ｓデータ中の誤り訂正用ビットを用いて誤り訂正が行われる。誤り訂正後、ＦＥＣデコ−ダ７１から出力される電気信号は９．９５Ｇｂ／ｓとなる。次に、この９．９５Ｇｂ／ｓの電気信号はＦＥＣコーダ７２へ入力され、誤り訂正用のビットがその電気信号中に挿入される。このため、ＦＥＣコーダ７２から出力される電気信号の周波数は元の１０．６Ｇｂ／ｓに戻る。そして、この１０．６Ｇｂ／ｓの電気信号は光送信器１３−１で１０．６Ｇｂ／ｓの光信号に変換されて出力される。
【００３９】
なお、ＦＥＣ部１２−１のような誤り訂正機能は必ずしも必要ではなく、信号の品質モニタの機能を別途有していればこれに替えてもよい。
【００４０】
次に、第５実施例について説明する。図７は第５実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。
図１を参照すると、第１の実施の形態において、光カプラ２−１は、入力された光信号をトランスポンダ３−１の光受信器１１−１及び波長可変トランスポンダ６の光受信器１４に等分する。従って、波長可変トランスポンダ６によるバックアップシステムを構築すると、それがないときと比較して、光カプラ２−１に対して、倍のパワーの光信号が入力される必要がある。これは伝送路設計を制約することになる。
【００４１】
そこで、第５実施例では図７に示すとおり、波長可変トランスポンダ６の光受信器１４の前に光増幅器８１を挿入する。この場合、光カプラ２−１は、光受信器１１−１と光受信器１４に対して、例えば、１０：１で光を分岐するとしておけば、光受信器１１−１に入力される光パワーは、光カプラ２−１に入力される光パワーとほとんど変わらないと見なすことができるし、光増幅器８１の増幅率を１０倍に設定しておけば、光受信器１４にも同様の光パワーを入力することができる。
【００４２】
次に、第６実施例について説明する。図８は第６実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。
第６実施例はトランスポンダ３−１〜３−Ｎの光送信器１３−１〜１３−Ｎの変形実施例である。なお、図８には一例としてトランスポンダ３−１の構成図が示されているがトランスポンダ３−２〜３−Ｎも構成は同様である。
【００４３】
同図を参照すると、トランスポンダ３−１の光送信器９１−１には送信する光信号の出力ーを監視する光パワーモニタ９２−１が設けられている。いま、この光パワーモニタ９２−１が一定の閾値以下になると、監視制御部９はトランスポンダ３−１の光送信器９１−１に異常が発生したと認識し、光送信器９１−１の出力を停止する制御を行う。そして、光合波器８の光パワーモニタ２３−１が波長λ１の光信号の停止を確認すると、監視制御部９はＮ：１光スイッチ５に波長λ１の光信号を選択させ、選択された波長λ１の光信号は波長可変トランスポンダ６、１：Ｎ光スイッチ７及び光カプラ４−１を介して光合波器８へ入力される。
【００４４】
次に、第７実施例について説明する。第７実施例は第１実施例（図１参照）の変形実施例である。図９は第７実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。第７実施例が図１の第１実施例と異なる点は、第１実施例における光カプラ２−１〜２−Ｎを光スイッチ５５−１〜５５−Ｎに置き換え、監視制御部９がこの光スイッチ５５−１〜５５−Ｎを新たに制御するようにしたことである。それ以外については第１実施例と同様である。
即ち、監視制御部９はトランスポンダ３−１〜３−Ｎのいずれかに障害が発生した場合に、光分波器１、光スイッチ５５−１〜５５−Ｎ、Ｎ：１光スイッチ５、トランスポンダ３−１〜３−Ｎ、波長可変トランスポンダ６、１：Ｎ光スイッチ７及び光合波器８を制御して、その障害が発生したトランスポンダ３から出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を波長可変トランスポンダ６から光合波器８に送出する。
【００４５】
次に、第８実施例について説明する。第８実施例は第１実施例（図１参照）の他の変形実施例である。図１０は第８実施例の構成図である。なお、同図において図１と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。第８実施例が図１の第１実施例と異なる点は、第１実施例における光カプラ２−１〜２−Ｎを光スイッチ５５−１〜５５−Ｎに置き換え、同第１実施例におけるＮ：１光スイッチ５をＮ：１光カプラ５６に置き換え、監視制御部９がこの光スイッチ５５−１〜５５−Ｎを新たに制御する一方、光カプラ２−１〜２−Ｎをその制御から外したことである。光カプラ２−１〜２−Ｎをその制御から外した理由は、光カプラ２−１〜２−Ｎの場合、入力された光信号がそのまま出力される構造であるため、制御が不要だからである。それ以外については第１実施例と同様である。
即ち、監視制御部９はトランスポンダ３−１〜３−Ｎのいずれかに障害が発生した場合に、光分波器１、光スイッチ５５−１〜５５−Ｎ、トランスポンダ３−１〜３−Ｎ、波長可変トランスポンダ６、１：Ｎ光スイッチ７及び光合波器８を制御して、その障害が発生したトランスポンダ３から出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を波長可変トランスポンダ６から光合波器８に送出する。
【００４６】
なお、第２の実施の形態に示す波長分割多重光伝送装置（図３参照）は波長可変トランスポンダ４１が送信側（ａｄｄ側）のトランスポンダ３６−１〜３６−Ｎに設けられている点が第１の実施の形態と相違するが（図１参照）、複数のトランスポンダに対し１個の波長可変トランスポンダが並列に接続されているという点では第１の実施の形態と同様であり、このため前述の第１実施例から第８実施例を第２の実施の形態に適用することが可能である。
【００４７】
次に、第２の実施の形態の実施例（第９実施例）について説明する。第２の実施の形態（図３参照）では、各波長に分波された光信号の分岐（ｄｒｏｐ）及び挿入（ａｄｄ）に本発明を適用した一例を述べたが、第９実施例ではこの分岐及び挿入に２×２光スイッチを用いた場合の一例を述べる。図１１は第９実施例の構成図である。なお、同図において図３と同様の構成部分には同一番号を付しその説明を省略する。
【００４８】
図１１を参照すると、２×２光スイッチ４５（４５−１〜４５−Ｎ）は、２組の入出力端子Ｐ１〜Ｐ４を有し、外部からの制御信号により、第１入力端子Ｐ１又は第２入力端子Ｐ２に入力された光信号を、第１出力端子Ｐ３又は第２出力端子Ｐ４のどちらかに出力させることができる。２×２光スイッチ４５は、各波長毎に光分波器１と光合波器８との間に各々直列に接続される。
２×２光スイッチ４５の第１出力端子Ｐ３は光合波器８に接続され、第２出力端子Ｐ４は受信トランスポンダ３１に接続される。又、２×２光スイッチ４５の第１入力端子Ｐ１は光分波器１に接続され、第２入力端子Ｐ２は送信トランスポンダ３６に接続される。
【００４９】
受信トランスポンダ３１は光分波器１で分波された光信号を局社内で使われる波長λａの光信号に変換した後、局社内の装置に出力する。送信トランスポンダ３６は局社内の装置において処理された光信号を挿入すべきチャネルの波長の光信号に変換して２×２光スイッチ４５の第２入力端子Ｐ２に出力する。２×２光スイッチ４５は送信トランスポンダ３６からの光信号を光合波器８に出力するように制御される。２×２光スイッチ４５、受信トランスポンダ３１及び送信トランスポンダ３６は光分波器１で分波される波長の数だけ存在する。
【００５０】
波長可変トランスポンダ４１は複数の送信トランスポンダ３６−１〜３６−Ｎと並列に配置され、送信トランスポンダ３６−１〜３６−Ｎのいずれかに障害が発生した場合は、波長可変トランスポンダ４１がその障害が発生した送信トランスポンダ３６に代わって、その送信トランスポンダ３６が出力すべき波長に等しい波長で２×２光スイッチ４５に光信号を送信する。
【００５１】
波長λ１の光信号を例に動作を説明すると、光分波器１で分波された波長λ１の光信号は、２×２光スイッチ４５−１の第１入力端子Ｐ１に入力される。２×２光スイッチ４５−１は、外部からの制御信号により波長λ１の光信号を光合波器８又は受信トランスポンダ３１−１のいずれか一方に出力する。
【００５２】
波長λ１の光信号を図示しない局社内の装置において処理する場合は、２×２光スイッチ４５−１はその波長λ１の光信号を受信トランスポンダ３１−１に出力（ｄｒｏｐ）するように制御する。又、局社内の装置において何も処理しない場合は、２×２光スイッチ４５−１はその波長λ１の光信号を光合波器８に出力するように制御する。又、受信トランスポンダ３１−１は、波長λ１の光信号を局社内で使われる波長λａの光信号に変換した後、局社内の装置に出力する。
【００５３】
一方、局社内の装置において処理が行われた光信号は、送信トランスポンダ３６−１において波長λ１の光信号に変換されて、２×２光スイッチ４５−１の第２入力端子Ｐ２に入力される。２×２光スイッチ４５−１は送信トランスポンダ３６−１からの信号を光合波器８に出力（ａｄｄ）するように制御される。
波長可変トランスポンダ４１は、例えば送信トランスポンダ３６−１に障害が発生した場合は、送信トランスポンダ３６−１に代わって、送信トランスポンダ３６−１が出力すべき波長λ１で２×２光スイッチ４５−１に光信号を送信する。
【００５４】
【発明の効果】
本発明による波長分割多重光伝送装置は、分波された各波長の光信号が入出力される複数のトランスポンダと、前記複数のトランスポンダと並列に配置される１個又は複数の波長可変トランスポンダとを含み、前記複数のトランスポンダのいずれかに障害が発生した場合にその障害が発生したトランスポンダから出力されるべき光信号と波長が等しい光信号を前記波長可変トランスポンダから出力する構成であるため、経済的で信頼性の高い波長分割多重光伝送装置を提供することが可能となる。
【００５５】
又、本発明による通信システムも上記波長分割多重光伝送装置と同様の効果を奏する。
【００５６】
より具体的に説明すると、波長分割多重光伝送用再生中継装置においては、トランスポンダの故障時に円滑な復旧を行うためには、チャンネル数分のバックアップシステムを構築するか、あるいはチャンネル数分の在庫及び故障に早急に対処できる人員を確保しておかなければならない。本発明を用いれば、高価な装置構成も多数の予備トランスポンダも抱えることなく、またトランスポンダの故障時には自動的に予備のトランスポンダに切り替えることができるので信頼性の高い光伝送装置を構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る波長分割多重光伝送装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】光合波器８の一例の構成図である。
【図３】第２の実施の形態の構成図である。
【図４】第２実施例の構成図である。
【図５】第３実施例の構成図である。
【図６】第４実施例の構成図である。
【図７】第５実施例の構成図である。
【図８】第６実施例の構成図である。
【図９】第７実施例の構成図である。
【図１０】第８実施例の構成図である。
【図１１】第９実施例の構成図である。
【図１２】従来の波長分割多重光伝送装置を用いた通信システムの一例の構成図である。
【図１３】従来の波長分割多重光伝送装置のバックアップシステムの一例の構成図である。
【符号の説明】
１  光分波器
２，４  光カプラ
３  トランスポンダ
５  Ｎ：１光スイッチ
６  波長可変トランスポンダ
７  １：Ｎ光スイッチ
８  光合波器
９  監視制御部
１１，１４  光受信器
１２，１５  ＦＥＣ
１３  光送信器
１６  波長可変光送信器
２３  光パワ−モニタ
３１  受信トランスポンダ
３６  送信トランスポンダ
４１  波長可変トランスポンダ
４５  ２×２光スイッチ
５１、５５  光スイッチ
５６  光カプラ
６１  トランスポンダ群
７１  ＦＥＣデコ−ダ
７２  ＦＥＣコ−ダ
８１  光増幅器
１０１  第１の端局
１０７  第２の端局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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