(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのファイバ増幅器が結合されたファイバによって接続された少なくとも二つのノードを備えた波長分割多重システムにおいて、前記ノードの一つにおいてファイバ切断を検出するための方法であって、
マーカ波長を発生するステップと、
該一つのノードにおいて、前記発生したマーカ波長と近接スペクトルバンド内の異なる波長のパワー比を検出するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記検出するステップで１よりはるかに大きい比を示した場合、ファイバ切断がないと判断することと、
前記検出ステップでほぼ１に等しい比を示した場合、ファイバ切断があると判断すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発生したマーカ波長は増幅器補償チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
モニタ点とファイバ切断の間で少なくとも一つのファイバ増幅器を有するファイバ上のファイバ切断を検出するためのシステムであって、
補償チャネルを第一の波長で発生するための回路と、
前記発生した補償チャネルと、異なる波長の、かつ前記補償チャネルとほぼ同一利得を有するスペクトルバンドのパワー比を検出するための回路とを含み、
前記発生するための回路および前記検出するための回路は、ファイバに沿った任意の位置で切断が検出されるようにファイバに結合されていることを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記検出するための回路はさらに、検出された比がほぼ１に等しい場合にはファイバ切断があることを示し、検出された比が１よりはるかに大きい場合にはファイバが無傷であることを示すための回路を含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
作動光ファイバおよび予備光ファイバによって相互接続された少なくとも２つのノード要素と、
前記ファイバ内にある複数の増幅器と、
前記ファイバの一つにあるファイバ切断を検出する手段であって、該一つのファイバの上のマーカ波長と近接スペクトルバンド上の異なる波長のパワー比を比較する手段を備える手段と
を含むことを特徴とする波長分割多重システム。
【請求項７】
前記増幅器はエルビウムドープ増幅器であることを特徴とする請求項６に記載の波長分割多重システム。
【請求項８】
前記マーカ波長は前記エルビウムドープ増幅器によって与えられることを特徴とする請求項７に記載の波長分割多重システム。
【請求項９】
前記ノード要素はポイントツーポイント構成で配列されており、さらに、前記検出する手段に応答して前記作動光ファイバから前記予備光ファイバにスイッチするための手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の波長分割多重システム。
【請求項１０】
前記増幅器の少なくとも一つは、該増幅器が配置されているファイバに補償チャネルを挿入するための手段を含むことを特徴とする請求項７に記載の波長分割多重システム。
【請求項１１】
２つのノード要素間に少なくとも一つの増幅器を有する波長分割多重システムにおいてファイバ切断を検出するための方法であって、
ファイバ上のモニタ点において第１の波長を有する第１のスペクトルバンドのパワーと、異なる波長を有する隣接スペクトルバンドのパワーとのパワー比を比較することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
ほぼ１に等しいパワー比が検出されると、前記ファイバにおけるファイバ切断を示すことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のスペクトルバンドはマーカチャネルを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの増幅器はエルビウムドープファイバ増幅器であり、前記マーカチャネルは該増幅器のチャネルを含み、前記隣接スペクトルバンドは前記ファイバの作動信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの増幅器はエルビウムドープファイバ増幅器であり、前記第１のスペクトルバンドは該増幅器の増幅自然誘導放出を含み、前記隣接スペクトルバンドは前記ファイバの作動信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）システムに関し、特に、ＷＤＭシステムにおける障害検出に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ＷＤＭ技術は、通信ネットワークにおけるファイバの消耗について、新しくファイバを実装する必要なく、ネットワークのデータ処理量を増大することによって、コスト効果の高い解決法を提供してきた。ＷＤＭシステムでは、いくつかの入力信号のそれぞれは、ＷＤＭノードまたはネットワーク要素に入り、通常１５５０ナノメートル（ｎｍ）の帯域で割り当てられるか、または特定の波長に変換される。波長変換後、それぞれの個々の信号波長またはチャネルは、波長分割多重方式によって多重化され、同じファイバ上に送信される。ＷＤＭ技術がネットワーク解決法として真に実行可能であるために、ＷＤＭシステムは、また、任意のネットワークで生じる障害に耐えることができなければならない。ネットワーク存続の問題は、ＷＤＭシステムが単一ファイバ上で転送するマルチギガビットのデータなど大量の消費者データを考慮すると、ファイバの損失は破局的で出費がかさむことになり得るので、ＷＤＭシステムではさらに重要性を帯びることになる。
【０００３】
ＷＤＭネットワークの存続に関する懸念に応答して、自己回復ＷＤＭリングおよびポイントツーポイント多様保護体系（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ  ｄｉｖｅｒｓｅ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ）が提案されてきた。自己回復リングは、物理的リングトポロジのノードを帯域幅共有および自己回復能力と接続して、ネットワークの欠陥を克服するネットワーク体系である。これを記述するために、リングの各ノードは、ファイバを介して他のノードに接続されている。ファイバ切断またはノードの欠陥など他の障害が生じる場合、リングは自動的に予備（ｓｔａｎｄｂｙ）ファイバにスイッチ（ｓｗｉｔｃｈｅｓ）し、ある場合には予備（ｓｔａｎｄｂｙ）電子機器にスイッチする。同様に、ポイントツーポイント多様保護システムは、自動的に消費者データを異なる経路に沿って経路指定されている予備ファイバにスイッチすることによって、ファイバケーブルの切断からネットワークを保護する。どちらの場合でも、自動的な保護スイッチングは、光学的に、すなわち受信光信号を予備ファイバにスイッチすることによって、または電気的に、すなわち受信光信号の電気的な表示をスイッチすることによって実施することが可能である。ＷＤＭネットワークの自動保護スイッチングは、純粋な同期式光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）保護と比較して、かなりコストを削減することを保証する。しかし、自動保護スイッチングをＷＤＭシステムで使用することができるようになる前に、いくつかの基本的な問題に取り組まなければならない。
【０００４】
ＷＤＭシステムに対する１つのそのような基本的な問題は、光学的に増幅されたリンクで、ファイバ切断を検出することである。ファイバ切断または信号損失の検出は、通常ノード間のリンクはエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）によって光学的に増幅されているので、ＷＤＭシステムでは難しい問題であることが判明している。一般に、多重化後およびネットワークファイバ設備またはリンク上への送信前に、各ＷＤＭノードで、信号はＥＤＦＡによって増幅されている。同様に、受信後、各ＷＤＭノードで信号は再び他のＥＤＦＡによって増幅され、その後デマルチプレックスされる。送信器と受信器の距離に応じて、１つまたはいくつかの追加のＥＤＦＡを、ファイバ経路に沿って、特定の点に配置することも可能である。ファイバ切断と光学モニタまたは受信器の距離および増幅器の数が増大するにつれ、光経路の各ＥＤＦＡについて、ＥＤＦＡからの増幅自然放出（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が増大する。特に、飽和ＥＤＦＡに光入力信号が存在しないとき、増幅自然放出は、いくつかのＥＤＦＡを経た後十分に増大する可能性があり、ファイバ切断が検出されないことがあり得る。実際、増幅自然放出のために、合計の光パワーの測定またはスペクトルバンド内の光パワーの測定でさえ、あるファイバ切断を測定するには不十分である。
【０００５】
合計の光パワーの検出は、ＥＤＦＡに対するファイバ切断の位置および検出の閾値に応じて、あるファイバ切断を検出できないことがある。いくつかのファイバリンクまたはスパン上では、その範囲を超えてノードまたはネットワーク要素にＥＤＦＡはないが、他の上では、複数のＥＤＦＡが存在することが可能である。図１は、ＷＤＭリングにおける従来の作動ファイバ／保護ファイバの対を表し、保護スイッチ１２１と１２２を有するネットワークアドドロップ要素（ａｄｄ−ｄｒｏｐ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）１２０を含む。特に、図１に示したように、リンク１１０上には、２つのアドドロップ要素１２０間の反時計回りと時計回りの両方向に、４つのＥＤＦＡ１９９がある（ここで、図１はリングを示しているが、この議論はポイントツーポイント体系にも関係することに留意されたい）。サブリンク１１１上で生じるファイバ切断は、モニタ点１５０で合計光パワーがゼロになるので、モニタ点１５０１で容易に検出することができる。しかし、サブリンク１１２、１１３、１１４、および１１５で生じるような、より離れたファイバ切断に対し、インタリーブしているＥＤＦＡ１９９によって与えられる増幅自然放出は、モニタ点１５０１に光パワーをもたらす。
【０００６】
インタリーブしているＥＤＦＡ１９９の数に関して、モニタ点１５０１で検出したパワーの間の関係を、図２に示す。図２は、ファイバ切断に関する問題を示す波長領域のシミュレーションである。シミュレーションは、特定のＥＤＦＡの特徴と間隔を仮定している。他のＥＤＦＡ設計に対する結果は、定量的には異なる可能性があるが、図２に示す定性的な特徴は同じである。図２に示すように、ファイバ切断がないとき、モニタ点１５０１の合計の光パワーレベル２０１は、約１８ｄＢｍである。ファイバ切断がサブリンク１１２上で生じる場合、すなわちモニタ点１５０１の前にＥＤＦＡ１９９１が１つある場合、点１５０１で検出される合計の光パワー２０２は、０．５ミリ秒（ｍｓ）後、約４ｄＢｍに低下する。一方、点１５０１とファイバ切断の間に２つ以上のＥＤＦＡがある場合、すなわち、サブリンク１１３、１１４、または１１５にファイバ切断がある場合、合計光パワーは、ファイバが無傷なときの合計光パワーの２ｄＢ以内に戻った。実際、点１５０１とファイバ切断の間に３つまたは４つのＥＤＦＡがある場合、合計光パワー２０４または２０５は、４ｄＢを超えて変動せず、０．５ｍｓ以内で合計光パワーレベル２０１に戻った。パワーレベル２０３からわかるように、２つのＥＤＦＡがあるときも、パワーレベルはほぼパワーレベル２０１に戻った。
【０００７】
試験台上で実施した測定により、図２に示した結果が確認された。シミュレーションと試験台での測定に基づき、簡潔に光パワーを監視してＷＤＭシステムでファイバ切断を検出することに関して、次の結論を導き出した。ファイバ切断とモニタ点の間にＥＤＦＡがないとき、ファイバ切断は正確に識別することができる。ファイバ切断とモニタの間にＥＤＦＡが１つある場合、ファイバ切断を検出するために使用する検出閾値を注意して選択しなければ、正確なファイバ切断の識別は達成することができない。モニタ点とファイバ切断の間に３つ以上のＥＤＦＡが配置されているとき、ファイバ切断の検出を考慮した閾値を設定することはできない。
【０００８】
また、ファイバの合計光パワーを検出する代わりに、より狭いスペクトルバンド内でパワーを監視して、モニタ点１５０でファイバ切断を検出する調査を行い、これが不十分であることを見い出した。これに関して、ネットワーク要素の出力で、追加のマーカ波長をファイバに挿入した。マーカのパワーが十分高い場合、ファイバ切断を示すには、簡単なマーカ検出で十分である。しかし、マーカ波長の高いパワーは、信号波長に対しより低いＥＤＦＡ利得となり、したがって望ましくない。一方、マーカが信号波長と同程度のパワーレベルにある場合、図３に示すように、マーカにより、モニタの前に唯一のＥＤＦＡを有する切断に対し、通常のパワーレベル３０１からより低いパワーレベル３０２に変化することを検出することが可能である。しかし、マーカのみでは、パワーレベル３０３、３０４、および３０５によって示すように、３つ以上のＥＤＦＡを経た後に、ファイバ切断を検出するのに必要なコントラストを与えることにはならない。非常に狭い帯域のフィルタ（フィルタ幅が０．２ｎｍ未満）を使用してスペクトルバンドを発生する場合、１０ｄＢのコントラストは可能であるが、そのようなフィルタは、マーカ波長のろ過に対して非現実的な要求を提示する。しかし、狭帯域フィルタの幅は、試験の設定に依存することに留意されたい。
【０００９】
当技術分野では、他の方法も知られている。そのような方法の１つは、Ｊ．Ｌ．Ｚｙｓｋｉｎｄによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  Ｆａｕｌｔｓ  ｉｎ  ＷＤＭ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の米国特許出願第６，００８，９１５号に記述されている。その方法では、Ｚｙｓｋｉｎｄ他は、追加のレーザを使用して、信号チャネルに沿って、ＷＤＭシステムのファイバに追加のモニタ（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）チャネルを挿入している。次いで、モニタチャネルのパワーとファイバ経路に沿って使用したＥＤＦＡによる増幅自然放出を監視および比較して欠陥を検出する。すなわち、同じ方向のモニタチャネルと増幅自然放出に関するパワーの変化は、例えば、両方とも増大または低減し、信号チャネルが除去または追加されていると解釈される。一方、反対方向のモニタチャネルと増幅自然放出に関するパワーの変化は、欠陥を示す全体の損失と解釈される。Ｚｙｎｋｉｎｄ他の方法は、実現するために、モニタ用レーザ、カプラ、および峡帯域フィルタを含む追加の構成要素を必要とする。より重要なことは、チャネルの数が追加または除去されるにつれ、モニタチャネルのパワーレベルと増幅自然放出が変化し、それにより欠陥を検出する閾値レベルが変化することである。また、Ｚｙｎｋｉｎｄの方法は、かなり高性能の検出器を必要とし、生じ得る上流損失と信号チャネルに対し、５つの異なる場合を追跡し続けることが必要とされる。したがって、おそらくこの方法は、意思決定ソフトウエアを必要とする。
【００１０】
「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｉｎ−Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の論文（１９９７年、１１月にＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．９、Ｎｏ．１１に発表）で、Ｃｈａｎ、Ｃｈｕｎ−Ｋｉｔ他は、ＷＤＭシステムで欠陥を検出する他の従来の手法を記述している。Ｃｈａｎ他は、光源としてＥＤＦＡの平坦でない増幅自然放出スペクトルを使用し、欠陥についてファイバチャネルを監視する。Ｃｈａｎ他の方法によって、ファイバブラッグ格子は、送信器に続く最初のＥＤＦＡを除き、ファイバ経路に沿って各ＥＤＦＡの入力端に近接して配置される。次いで、各ファイバブラッグ格子は、未使用の自然放出スペクトル内で顕著な波長をろ過する。各ろ過された波長は、ファイバブラッグ格子の直前にある各増幅器に割り当てられる。ファイバブラッグ格子は、ノッチフィルタとして動作するので、ファイバブラッグ格子の上流で生じるパワー損失は、そのファイバブラッグ格子の顕著な波長でのスペクトルパルスとなる。この方法によって、任意の２つの増幅器間のファイバスパンにファイバ切断を局在化することができる。この方法は、追加のレーザの使用を必要としないが、追加の構成要素としてファイバブラッグ格子を必要とする。また、この方法は、高性能なスペクトルモニタリングを必要とする。また、この方法は、ファイバブラッグ格子とその割り当てられた増幅器の入力との間で生じるファイバ破損を検出することができない可能性があり、ある増幅器の部分的な欠陥も検出できない。
【００１１】
上記の全ての手法は、増幅器に対するファイバ切断の位置または増幅器の数に関係なく、追加の構成要素を必要とするか、または全てのファイバ切断を検出することができない。
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、ファイバ切断とモニタ点の間に配置されたＥＤＦＡの数に関係なく、光ネットワークにおいて、ファイバ切断をあいまいでなく検出するための方法およびシステムを提供する。
【００１３】
本発明によれば、ＷＤＭネットワークの部分を形成するネットワーク要素の出力でマーカ波長が検出される。次いで、マーカのパワーレベルを、無信号（ｎｏｎ−ｓｉｇｎａｌ）波長領域のパワーレベルと比較する。無信号波長領域のパワーレベルに対するマーカ波長スペクトルバンドのパワーレベルの比が大きい場合、ファイバは無傷である。対照的に、無信号波長領域とマーカ波長スペクトルバンドのパワーレベルの比がほぼ１に等しい場合、ファイバ切断が存在する。
【００１４】
本発明は、適度な量のコストと複雑さのみをＷＤＭネットワークに追加し、ＷＤＭリング体系の各ネットワーク要素で、わずかに１つの追加レーザを必要とすることによって、ファイバ切断をあいまいでなく識別するのに十分な情報を提供する。さらに、本発明によれば、追加のレーザは、あるリングおよびポイントツーポイント構成では必ずしも必要としない可能性がある。さらに、ＷＤＭネットワークの構成に関係なく、本発明は、ファイバ切断を測定するために、２つの近接するスペクトル領域で、パワーの差を測定することができる回路のみを必要とする。
【００１５】
本発明によれば、ファイバ切断とモニタ点の間のＥＤＦＡの数に関係なく、ファイバ切断を検出することができ、それにより偽警告（ｆａｌｓｅ  ａｌａｒｍｓ）または偽否定（ｆａｌｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅｓ）を発生することが排除される。偽否定の定義は、信号損失がないときに、信号損失が検出されるということである。
【００１６】
（詳細な説明）
図４を参照すると、ファイバ切断とモニタ回路４５０の間に配置されたＥＤＦＡの数に関係なく、ファイバ切断を検出するモニタ装置または回路４５０を有するＷＤＭリングの例示的な実施形態が示されている。リングは、内部作動ループ４１９と保護ループ４２０によって接続されている保護スイッチ（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｗｉｔｃｈｅｓ）４２１と４２２を有する複数のアドドロップネットワーク要素４００を含み、各ループは、複数のＥＤＦＡ４９９を含む。図４に示すように、信号がサブリンク４１１でＷＤＭノードまたはネットワーク要素４００１に入るとき、信号の部分が選択され、モニタ装置または回路４５０１に供給される。回路４５０１は、２つの近接スペクトルバンドでパワーを検出し、２つのスペクトルバンドパワーの差を比較し、比較により、両方のスペクトルバンドのパワーが、ほぼ１に等しいことを示した場合、フラグを立てることができる。本発明によれば、図４に示すように、ＷＤＭネットワーク要素４００１は、２つのモニタ回路４５０１と４５０２を含む。回路４５０１は、図に示すように作動ループ４１９を監視し、一方回路４５０２は保護ループ４２０を監視する。回路４５０１に供給されない信号の部分はデマルチプレックスされ、除去されるか、またはノード４００１を通って境界決定ノード４００２に供給される。
【００１７】
モニタ回路４５０１と４５０２の他に、ネットワーク要素４００は、外部レーザ４６０を含むことも可能であり、マーカ波長または信号を外側の保護ループ４２０上に挿入する。図４の外側のループまたは保護リング４２０上の信号は、図に示すように反時計回りに伝播する。レーザ４６０は、一方向経路にスイッチしたリングなどのリング構造において必要であり、このようなリングでは、作動ファイバ上に欠陥があるまで、保護ファイバが信号を搬送しない。つまり、通常の動作中に、全ての信号が、図４の作動ファイバ上でのみ、または内部ループ４２０上でのみ時計回り方向に伝播する場合、レーザ４６０は保護ループ４１９において必要となる。他方、双方向ラインにスイッチしたリングなど、通常の動作中に両方のファイバが信号を搬送するリング構造では、追加のレーザは必要でない。
【００１８】
図５を参照すると、それぞれ複数のＥＤＦＡ５９９を含んでいる、作動ファイバ５６６と５６８および保護ファイバ５６７と５６９によって相互接続されている終点（ｅｎｄ  ｐｏｉｎｔ）ネットワーク要素５００１と５００２を含む、多様な経路のポイントツーポイント構造を有する本発明の例示的な実施形態が示されている。各ネットワーク要素５００のモニタ回路５５０は、本発明によりファイバ切断を検出する。本発明のこの実施形態では、ＷＤＭネットワーク要素５００は、リング構造の場合のように、追加のレーザを必要としない。これは、同じ信号が、作動ファイバ５６６と保護ファイバ５６７の両方で送信されるためである。図４のリング構造の実施形態の場合のように、モニタ回路５５０は、２つの近接スペクトルバンドでパワーを検出し、２つのスペクトルバンドのパワーの差を比較し、両方のスペクトルバンドのパワーがほぼ１に等しい場合、フラグを立てることができる。ノード５００１の回路５５０が、作動ファイバ５６６上でファイバ切断または信号の損失のフラグを立てるとき、ノード５００１は、選択スイッチ５７７を介して信号を保護ファイバ５６７にスイッチする。図５に示したものとは対照的に、ホットスタンバイ信号が予備（ｓｔａｎｄｂｙ）チャネルを介して送信されない場合、通常の動作中に保護ライン上で追加のレーザを必要とする可能性がある。
【００１９】
図４と図５に示す本発明の他の態様は、ファイバ経路に沿って固定利得の、すなわち利得を固定したＥＤＦＡ４９０と５９０を使用することである。固定利得または固定増幅器は、補償または安定化チャネルとして知られている、余剰チャネルを送信信号に挿入することによって一定レベルに保たれている出力パワーを有するＥＤＦＡである。補償チャネルを使用して、チャネルを信号から除去する度に、送信チャネルの数を数え、残りのチャネルのパワーを増大しなければならないことを回避する。図４を参照すると、補償チャネルを有し、並びに光増幅器回路４９９を有する固定利得ＥＤＦＡ４９０は、補償チャネルをファイバに挿入するために使用する回路４９８をも含む。補償チャネルは、主に、信号またはいくつかのチャネルがファイバから除去されるネットワークの点で、すなわち波長分割多重アドドロップマルチプレクサ（ＷＡＤＭ）において、一定な合計パワーレベルを維持するために使用される。補償チャネルは、通常、チャネルの利得にほぼ等しい利得を有する波長で伝送される。補償チャネルは、２つのチャネルの間にあるか、またはＥＤＦＡ通過帯域の平坦な利得部分のすぐ内側にあるスペクトル領域とすることが可能である。補償チャネルのパワーレベルは、チャネルがＷＡＤＭで除去される度に、またその反対の度に、一定の出力パワーを保つように増大する。
【００２０】
図６Ａを参照すると、ファイバが無傷であるとき、ファイバ切断または信号の損失を検出するために本発明により使用するマーカ波長または補償チャネル６２０およびスペクトルバンド６３０の例示的実施形態が図示されている。また図６Ａには、ＷＤＭシステムで情報を転送するために使用する、信号波長またはチャネル６４０が示されている。本発明によれば、マーカ波長６２０は、以下で議論する任意の方法で発生することができる。スペクトルバンド領域６３０は、マーカ波長領域６２０に十分近接するように選択され、したがって正確な比較を行うことができる。また、スペクトルバンドを作動信号チャネル６４０から十分遠く選択し、フィルタを用いて分離することができる。
【００２１】
固定利得増幅器を使用する場合、何ら設備を追加せず、または固定利得ＥＤＦＡの補償チャネルのパワーを変調あるいは増大せずに、ファイバ切断または信号の損失を検出することが可能であることを見出した。本発明によれば、補償チャネルと無信号（ｎｏｎ−ｓｉｇｎａｌ）スペクトルバンドの間のパワーレベル比または差を監視する場合、ファイバ切断を確実に検出することが可能である。図６Ａに示すように、ファイバが無傷のとき、マーカまたは補償信号６２０および作動信号６４０がスペクトルに存在する。スペクトルバンド６３０は、増幅誘導放出（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）によって与えられるパワーからなり、線６３１と６３２によって形成された領域内に拘束されている。本発明のこの態様によれば、スペクトルバンド６３０は、マーカ波長６２０とスペクトルバンド６３０の両方の増幅誘導放出がほぼ等しいように選択される。したがって、ファイバが無傷のとき、図６Ａに示すように、マーカ６２０とスペクトルバンド６３０のパワー比は、１よりはるかに大きい。一方、図６Ｂに示すように、ファイバ切断または信号の損失を生じる何らかの他の事象があるとき、マーカ波長６２０と近接スペクトルバンド６３０のパワー比は、ほぼ１に等しい。マーカ波長６２０として補償チャネルを使用することにおいて、あらゆる設備を追加することを回避し、潜在的な利得の変化を削除し、マーカ波長６２０を発生する他の手法で生じる可能性のある、信号チャネルの混変調の可能性を削除する。
【００２２】
マーカ波長６２０は、ネットワーク要素内でＥＤＦＡに光利得固定を使用する場合、およびＥＤＦＡを固定することを獲得するために使用する光パワーが、次のネットワーク要素に伝播することが可能である場合、作動ファイバに対し容易に発生することができる。したがって、図４を参照すると、ＷＤＭのノード４００において、マルチプレクサ４３０に続いて配置されている増幅器が固定利得増幅器４９０１である場合、ファイバリンク上に挿入された増幅器４９１１と４９１２は、固定利得ＥＤＦＡである必要はない。したがって、本発明は、ＥＤＦＡを固定することを獲得するために使用した光パワーが、ループの次のノード４００に伝播することが可能である場合、ＷＤＭノード４００においてのみ、固定利得ＥＤＦＡを必要とする。この本発明の利点は、図５に示すポイントツーポイント構造に同じように適用することができる。また、図４で、増幅器４９０１が固定利得増幅器であることを要求する代わりに、ネットワーク要素４００１の出力で、マーカ波長を挿入することがより便利である可能性があることに留意する。したがって、ネットワーク構造は、ＷＤＭノードの設計に依存しない。すなわち、適切に固定利得ＥＤＦＡを配置することによってマーカ波長を挿入することは、ネットワークの計画者の判断に委ねられることになる。
【００２３】
一方、本分析は、固定利得増幅器補償チャネルを使用することによってマーカ波長６２０を発生することは、保護ファイバが欠陥状態中に信号を搬送するＷＤＭリング用の保護ファイバ上では、可能ではないことを見出した。マーカチャネルを発生することは可能であるが、保護スイッチングを必要とする全ての欠陥がこの方法で検出されるわけではなく、ある場合では、必要でないときに保護スイッチングが初期設定される。図４に示すように、入力および出力保護スイッチの間で、示しているように配置された追加のレーザ４６０は、リング構造に依存する保護ファイバ用の各ネットワーク要素において、必要である可能性があることを見出した。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、図６Ｃに示すように、補償チャネルが利用可能でない場合、すなわち固定利得ＥＤＦＡを使用していない場合、線６４９と６５１の間の領域として表されている信号波長領域６５０と、線６３４と６３６の間の領域として表されている近接スペクトルバンド６３５の比を使用して、ファイバ切断を検出することが可能である。再び、上述したように、ファイバが無傷のとき、波長領域６５０とバンド６３５のパワー比は、１よりはるかに大きい。一方、ファイバ切断があるとき、図６Ｂのスペクトルが得られ、領域６５０とバンド６３５の比、またはより正確には波長範囲の比はほぼ１である。我々は、この検出方法は、実際の信号波長が使用されていて、トラフィックを搬送しているスパンに限定されていることを認識している。すなわち、波長領域６５０でパワーがないスパンでは、領域６３５とバンド６５０のパワー比は、ファイバが無傷であっても、ほぼ１である。この本発明のこの態様に対する欠点は、補償チャネルを伝播させる場合を助長する。もちろん、固定利得ＥＤＦＡを備えず、したがって補償チャネルを備えない光ネットワークでは、ネットワークオペレータは、リンクが顧客サービスに関して機能するまで、ファイバ切断に対してリンクを監視するために使用することができる、キープアライブ信号として信号波長を発生することが可能である。また、図６Ｃで使用した手法は、偽否定を発生することが可能である。しかし、ネットワークオペレータは、キープアライブ信号を発生して、偽否定の発生を防ぐことが可能である。
【００２５】
図７は、本発明による、図４のサブリンク４１３でのファイバ切断のシミュレーションを示す。図７に示すように、ファイバが無傷のとき、近接スペクトルバンド７３０に対するマーカチャネル７２０のパワーレベルの比は、１よりはるかに大きい。したがって、マーカチャネル７２０とスペクトルバンド７３０のパワーの差７１０は、デシベル単位で、ゼロよりはるかに小さく、約−３５ｄＢである。一方、サブリンク４１３にファイバ切断があるとき、パワー比は１に近く、パワーの差７１０はゼロｄＢに近い。図４の他のサブリンクで、ファイバ切断に対し同様の結果が得られた。本発明によれば、ファイバ切断は１００μｓの時間枠内で検出可能であり、Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋで破局的な欠陥を検出するために割り当てられる１０ｍｓの時間枠内では十分に検出可能である。ファイバ切断と新しいパワーの確立の間の時間は、図３に示すように、約２５０μｓ未満であることを必要とすることに留意されたい。したがって、本方法によって、対照がよりはっきりしているだけでなく、より速くスイッチが行われる。図７の結果は、マーカ７３０とバンド７２０が、ほぼ等しい利得を有することを仮定している。マーカ７３０とバンド７２０が異なる利得を有する場合、パワー比は異なる可能性があるが、パワー比の十分に大きな差は、多数のＥＤＦＡに対し検出可能である。
【００２６】
作動中、補償チャネルまたはマーカ６２０のパワーを増大して、より良好なコントラストを達成すること、または単に補償チャネルを使用してファイバ切断を検出することを考慮するべきであることに留意した。補償チャネルのパワーを増大すると、コントラストが増大する可能性があるが、同時に、固定利得増幅器の利得と連鎖内のチャネルあたりのパワーを低減する可能性があることを見出した。代替として、ＥＤＦＡを動作点に対して再設計することが可能であり、そうすると、補償チャネルのパワーが増大するとき、利得が一定に保たれる。さらに、増幅器が設計されているよりも大きい同等入力を有する固定利得ＥＤＦＡによる利得傾斜を回避するように注意しなければならない。作動信号６４０を減衰し、その後ＥＤＦＡに入れることによって、利得の傾きを克服することができることを見出した。固定利得ＥＤＦＡに関する限り、減衰はいくつかのチャネルを除去することと等価であり、それにより補償チャネルのパワーを増大する。
【００２７】
上記の説明は、本発明の例である。当業者によって、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、多くの修正および変更を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明のこれらの利点および他の利点は、添付の図面と共に、以下の詳細な説明から理解することができる。
【図１】  ＥＤＦＡを使用する従来の技術のＷＤＭリングを示す図である。
【図２】  図１に示すＷＤＭネットワークに対し、モニタ点でファイバ切断の合計出力パワーを測定した結果である。
【図３】  図１に示すＷＤＭネットワークに対し、マーカ波長の１ナノメートルの帯域で、ファイバ切断の合計パワーをシミュレーションした結果である。
【図４】  本発明による、ＥＤＦＡを使用するＷＤＭリング体系を示す図である。
【図５】  本発明による、ＥＤＦＡを使用するポイントツーポイントＷＤＭ体系を示す図である。
【図６Ａ】  ファイバが無傷であるとき、本発明による、ファイバ切断を検出するために使用する、マーカ波長と無信号（ｎｏｎ−ｓｉｇｎａｌ）スペクトル領域を有する、全ての光ネットワークに関するパワースペクトルの図である。
【図６Ｂ】  ファイバ切断後、本発明による、ファイバ切断を検出するために使用する、マーカ波長と無信号スペクトル領域を有する、全ての光ネットワークに関するパワースペクトルの図である。
【図６Ｃ】  ファイバが無傷であるとき、本発明の他の態様による、ファイバ切断を検出するために使用する無信号スペクトル領域を有する、全ての光ネットワークに関するパワースペクトルの図である。
【図７】  マーカチャネルと近接無信号（ｎｅａｒｂｙ  ｎｏｎ−ｓｉｇｎａｌ）チャネルにおけるファイバ切断前後の光パワーのシミュレーション結果と、本発明によるそれらのパワー比を示す図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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