(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側端局からの信号光を伝送する波長多重伝送システムにおける波長多重伝送装置であって、
受信した信号光を増幅して出力する光増幅部と、
該受信した信号光が特定のパターンにより強度変調されていることの検出を行うパターン検出部と、
該光増幅部を出力レベル一定制御の下で動作させる一方で、該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合には該光増幅器を利得一定制御の下で動作させる利得制御部と、
波長数と光強度の変動量との関係を示すグラフのデータを格納する格納部と、
該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合に、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされたときに伝送されてくる信号光の光強度を検出する光強度検出部と、
該格納部に格納されている該グラフのデータを参照することによって、該光強度検出部が検出した、該送信機の出力がＯＮされた場合とＯＦＦされた場合の光強度の変動量から、増設後あるいは減設後の送信機の数に対応する波長数を検出する波長数検出部と、
を備え、
該特定のパターンにより強度変調されている信号光は、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされる前の段階において、該送信側端局から伝送される
ことを特徴とする波長多重伝送装置。
【請求項２】
前記利得制御部は、更に、前記検出された波長数に応じて、前記光増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送装置。
【請求項３】
前記特定パターンは、異なる波長ごとに特有のパターンであることを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送装置。
【請求項４】
前記波長数と光強度の変動量との関係を示すグラフのデータは、増設あるいは減設されない信号の波長と、増設あるいは減設される信号の波長の波長差ごとに設けられることを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送装置。
【請求項５】
増設あるいは減設される送信機に、出力をＯＮ及びＯＦＦさせて信号光を送出させる送信側端局と、
中継局及び受信側端局であって、
受信した信号光を増幅して出力する光増幅部と、
該受信した信号光が特定のパターンにより強度変調されていることの検出を行うパターン検出部と、
該光増幅部を出力レベル一定制御の下で動作させる一方で、該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合には該光増幅器を利得一定制御の下で動作させる利得制御部と、
波長数と光強度の変動量との関係を示すグラフのデータを格納する格納部と、
該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合に、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされたときに伝送されてくる信号光の光強度を検出する光強度検出部と、
該格納部に格納されている該グラフのデータを参照することによって、該光強度検出部が検出した、該送信機の出力がＯＮされた場合とＯＦＦされた場合の光強度の変動量から、増設後あるいは減設後の送信機の数に対応する波長数を検出する波長数検出部と
を備える該中継局及び該受信側端局と、
を備え、
該特定のパターンにより強度変調されている信号光は、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされる前の段階において、該送信側端局から伝送される
ことを特徴とする波長多重伝送システム。
【請求項６】
送信側端局において増設あるいは減設される送信機に、出力をＯＮ及びＯＦＦさせて信号光を送出させ、
中継局及び受信側端局が各々備えている光増幅部が、受信した信号光を増幅させて出力し、
該中継局及び該受信側端局が各々備えているパターン検出部が、該受信した信号光が特定のパターンにより強度変調されていることの検出を行い、
該中継局及び該受信側端局が各々備えている利得制御部が、該光増幅部を出力レベル一定制御の下で動作させる一方で、該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合には該光増幅器を利得一定制御の下で動作させ、
該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合に、該中継局及び該受信側端局が各々備えている光強度検出部が、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされたときに伝送されてくる信号光の光強度を検出し、
該中継局及び該受信側端局が各々備えている波長数検出部が、波長数と光強度の変動量との関係を示すグラフのデータを格納する格納部に格納されている該グラフのデータを参照することによって、該光強度検出部が検出した、該送信機の出力がＯＮされた場合とＯＦＦされた場合の光強度の変動量から、増設後あるいは減設後の送信機の数に対応する波長数を検出し、
該特定のパターンにより強度変調されている信号光は、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされる前の段階において、該送信側端局に伝送させる
ことを特徴とする波長数検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の実施形態は、波長多重伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重(ＷＤＭ；Wavelegth Division Multiplexing)伝送技術によるフォトニックネットワーク構築が実用化されている。近年では大容量の基幹網（バックボーンネットワーク）のみならず、比較的小規模なネットワーク（メトロ網やアクセス網など）にもＷＤＭ伝送装置が適用されている。
【０００３】
このような小規模なネットワークでは機器の低コスト化が特に要望されている。しかしながら、コスト低減のために機能を削除したために伝送性能が制限される場合がある。
図１は、ＷＤＭ伝送装置によるネットワークの構成例を示す図である。
【０００４】
送信機１０−１〜１０−ｎが配置される端局（送信局）１１及び受信機１３−１〜１３−ｎが配置される端局（受信局）１２と、その間に光ファイバによる伝送路１４で接続される、インライン光増幅器を備える中継局１５とから構成される。
【０００５】
一般に、ＷＤＭ伝送システムでは、局と局の間で情報を互いに通知する必要がある場合がある。これらの種々の情報を局間で伝達する方法が考案されている。
たとえば、主信号とは別の監視制御用の制御信号光（ＯＳＣ: Optical Supervisory Channel）を用意し、これを主信号に波長多重して送信する方法がある（特許文献２、特許文献３参照）。
【０００６】
送信機１０−１〜１０−ｎは、それぞれ異なる波長λ１〜λｎの信号光を送信し、これらは、合波器１８で合波される。更に、監視制御用の制御信号光（ＯＳＣ: Optical Supervisory Channel）の送信機１７からのＯＳＣ信号が波長λ１〜λｎの信号光に合波されて、送信側端局１１からＷＤＭ信号光として送出される。送信側端局１１からのＷＤＭ信号光は、光ファイバで構成される伝送路１４を伝搬し、中継局１４に入力される。中継局１４は、ＯＳＣ信号をＯＳＣ受信機で受信し、ＯＳＣ信号の処理をした後、ＯＳＣ送信機で送出すると共に、主信号を光増幅器で増幅して転送する。受信側端局１２では、伝送路１４から受信したＷＤＭ信号光からＯＳＣ信号を抽出して、ＯＳＣ受信機１６で受信すると共に、主信号を分波器１９に入力する。分波器１９は、ＷＤＭ信号光を各波長の信号光に分波し、それぞれの波長専用の受信機１３−１〜１３−ｎに入力して、受信機１３−１〜１３−ｎにおいて信号が抽出される。
【０００７】
ＯＳＣは各局においてＯＳＣ用の受信機１６にて受信され、光／電気変換された後、必要な情報が取り出される。そして再び、ＯＳＣ用の送信機１７によって電気／光変換して次の局へと送信される。
【０００８】
局間で通知される情報の例としては、以下がある。
・装置を遠隔から制御するための、あるいは、必要な情報を取得するための各種コマンド類
・警報発出の有無情報
・装置に入力される光強度や、光増幅器の出力パワーといった種々の光特性情報
・運用中の光波長数
特に、運用中の光波長数は、波長多重伝送装置において光増幅器の制御などに用いられるものであり、ＯＳＣ等により下流の各局に通知され、光増幅器の利得の補正や光増幅器の入力パワーを調整するための光可変減衰器の制御に用いられる。
【０００９】
波長多重伝送システムでは、光増幅器としてエルビウムなどの希土類添加ファイバ型の光増幅器や半導体型の光増幅器等が適用される場合が多い。
このような光増幅器では、信号光を増幅する際に増幅器自身が雑音光を発生する。これは増幅された自然放出光（ＡＳＥ: Amplified Spontaneous Emission）として知られている。
【００１０】
光増幅器の利得は、光増幅器の入力部および出力部にそれぞれ光強度を検出するためにフォトダイオード等による検出器を配置しておき、これらの光強度の比を検出することにより制御される。
【００１１】
しかしながら、この光強度の検出器は、信号光と、光増幅器が発生するＡＳＥとを区別することはできず、検出される光強度には信号光とＡＳＥの両方を含んでいる。このＡＳＥを含む光強度情報をもとに光増幅器の利得が制御されるため、総光強度に占める信号光の強度の割合が小さい場合、実効的な、信号光に対する利得が低下する。
このような、光強度に占める信号光の強度の割合が小さくなるのは、波長数が少ない場合に特に顕著である。
【００１２】
図２は、ＡＳＥによる利得低下量の計算例を示す図である。
図２のグラフの計算においては、以下の条件を設定した。
・波長      1547 nm
・光増幅器利得      20 dB
・光増幅器雑音係数      5 dB
・ＡＳＥ発生帯域幅      30 nm
・光増幅器出力パワー強度（1波あたり）      0 dBm
・中継局間の損失      20 dB
【００１３】
図２においては、インライン光増幅器が伝送路によってカスケード接続される数が１段〜３段の場合について示されている。いずれも、波長数が大きくなるに従い、信号光の利得低下量が小さくなっていくのが分かる。すなわち、波長数が少ない場合には、信号光の利得低下量が大きくなってしまうことが分かる。
【００１４】
このように、信号光に対する光増幅器の利得が実効的に低下することによって、光SN比の劣化や、受信機入力レベルの低下等を引き起こし、伝送性能が劣化する。
このような信号光に対する利得の低下を補正するための方法が考案されている（特許文献４参照）。
【００１５】
特許文献４の方法では、ＡＳＥによる信号光に対する利得の低下を補正するために、必要な利得の補正量（利得の加算量）を、計算あるいは、あらかじめ準備された補正量テーブルから決定する。
【００１６】
この利得の補正量を決定する際に、波長数情報が必要となる。波長数情報は、通常、送信側の端局において取得され、下流に配置されるインライン増幅器（中継局）にＯＳＣ等を用いて伝達される。
【００１７】
その他の従来技術（例えば、特許文献１）には、入力されてくる光信号の入力光レベルに応じて波長数を検出するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１０−２６２０３２号公報
【特許文献２】特開平９−１８４１０号公報
【特許文献３】特開２００７−２２８６２７号公報
【特許文献４】特開２００２−５７３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
機器の低コスト化が優先されるネットワークでは、ＯＳＣを使用しない場合がある。ＯＳＣ機能を削除することによって、ＯＳＣ用の送受信機、合分波フィルタ等の光部品、さらにはＯＳＣ信号から情報を終端し取得するための回路等が不要となりコストを低減することができる。
【００２０】
しかしながら、ＯＳＣによる局間の情報の通知手段が使用できない場合、波長数を下流の中継局（インライン増幅器）へ通知することができない。このため、光増幅器におけるＡＳＥによる信号光に対する利得低下量を、運用されている波長数に応じて適切に値を推定することができない。
このような場合は、ＡＳＥによる利得低下を考慮して、あらかじめ伝送可能な最大伝送距離や最大局間損失を決定する必要があるため、伝送性能の低下を引き起こす。
【００２１】
従って、
・運用中の信号に影響することなく、波長数を検出すること、
・ＯＳＣ等、局間で情報を通知する手段が存在しない場合でも波長数を検出できること、
・検出された波長数情報をもとに、ＡＳＥによる利得の低下を補正できること、
・複数のインライン光増幅器がカスケード接続されたネットワークにおいても適用できること、
を満たす技術が望まれる。
【００２２】
以下の実施形態では、低コスト化を図ることのできる波長多重伝送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
以下の実施形態の一側面における波長多重伝送装置は、送信側端局からの信号光を伝送する波長多重伝送システムにおける波長多重伝送装置であって、受信した信号光を増幅して出力する光増幅部と、該受信した信号光が特定のパターンにより強度変調されていることの検出を行うパターン検出部と、該光増幅部を出力レベル一定制御の下で動作させる一方で、該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合には該光増幅器を利得一定制御の下で動作させる利得制御部と、波長数と光強度の変動量との関係を示すグラフのデータを格納する格納部と、該受信した信号光が該特定のパターンにより強度変調されていることが検出された場合に、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされたときに伝送されてくる信号光の光強度を検出する光強度検出部と、該格納部に格納されている該グラフのデータを参照することによって、該光強度検出部が検出した、該送信機の出力がＯＮされた場合とＯＦＦされた場合の光強度の変動量から、増設後あるいは減設後の送信機の数に対応する波長数を検出する波長数検出部とを備え、該特定のパターンにより強度変調されている信号光は、該送信側端局において増設あるいは減設される送信機の出力がＯＮ及びＯＦＦされる前の段階において、該送信側端局から伝送される。
【発明の効果】
【００２４】
以下の実施形態によれば、低コスト化を図ることのできる波長多重伝送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＷＤＭ伝送装置によるネットワークの構成例を示す図である。
【図２】ＡＳＥによる利得低下量の計算例を示す図である。
【図３】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その１）である。
【図４】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その２）である。
【図５】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その３）である。
【図６】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その４）である。
【図７】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その５）である。
【図８】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その６）である。
【図９】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その７）である。
【図１０】本実施形態の第１の構成例を説明する図（その８）である。
【図１１】本実施形態の第２の構成例を説明する図（その１）である。
【図１２】本実施形態の第２の構成例を説明する図（その２）である。
【図１３】本実施形態の第２の構成例を説明する図（その３）である。
【図１４】本実施形態の第２の構成例を説明する図（その４）である。
【図１５】本実施形態の第２の構成例を説明する図（その５）である。
【図１６】本実施形態の第３の構成例を説明する図（その１）である。
【図１７】本実施形態の第３の構成例を説明する図（その２）である。
【図１８】本実施形態の第３の構成例を説明する図（その３）である。
【図１９】本実施形態の第３の構成例を説明する図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図３〜図１０は、本実施形態の第１の構成例を説明する図である。
図３は、システム構成図である。図３において、図１と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、それらの説明を省略する。
【００２７】
端局（送信局と受信局）１１、１２および、インライン光増幅器が配置される中継局１５とから構成される。
送信側の端局（送信局）１１には、送信機１０−１〜１０−ｎが設けられている。これらの送信機１０−１〜１０−ｎには、主信号の変調速度（例えば10 Gbit/s）よりも十分に低速な強度変調できる機能を具備している。低速とは、例えば、１ｋＨｚなどの速度である。
【００２８】
中継局１５及び受信側端局１２に配置される光増幅器２１には入力部または出力部に（図３では、入力部に設けられる場合のみが示されている）光強度をモニタするための光パワーモニタ２０が配置されている。なお、光増幅器２１の詳細構成においては、光増幅部の前後に光パワーモニタを設け、ＡＧＣ制御やＡＬＣ制御を行なう。本実施形態においては、光増幅部の前後の光パワーモニタのうち一方の光パワーモニタのモニタ値を使えばよいので、図３においては、模式的に、光増幅器２１の入力側にのみ光パワーモニタを記した。
【００２９】
送信側端局１１では、送信機１０−１〜１０−ｎから送信される各波長の信号光は、合波器１８によって合波され、光増幅器２１によって一括して増幅され、伝送路１４に出力される。中継局１５では、伝送路１４を伝搬してきたＷＤＭ信号光を一括して増幅し、転送する。受信側端局１２では、伝送されてきたＷＤＭ信号光は、光増幅器２１で増幅された後、分波器１９によって各波長の信号光に分波される。分波された各波長の信号光は、それぞれの受信機１３−１〜１３−ｎによって受信される。
【００３０】
動作を説明するにあたり、例として、初期状態として１波にて運用している状態から、信号光を逐次追加する場合に、如何にして波長増設後の波長数を検出し得るかについて説明する。
【００３１】
初期状態では１波分の光強度に相当するパワーが伝送路である光ファイバ中を伝播しており、このパワーは各インライン中継局におけるパワーモニタにて測定することができる。
【００３２】
この状態から２波目を追加した場合、同様にインライン中継局において検出される光強度は、１波伝送時から3dBだけ増加し、次に、２波伝送の状態から、さらに1波追加した場合は１．８ｄＢだけ光強度が増加したものとする。
【００３３】
以下同様に、信号光を1波ずつ追加したときの伝送路中の総光パワーの関係をプロットすると図４（ａ）のような関係が得られる。すなわち、信号光の増設前後における光強度の変動量から信号光を追加した後における総波長数を知ることができることを意味している。図４（ｂ）に、パワー変動量から（波長追加後の）総波長数への換算を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフの縦軸を横軸とし、横軸を縦軸としたものである。
【００３４】
上記は波長を追加する場合について説明したものであるが、波長を削減する場合についても同様に行うことできる。すなわち、２波伝送状態から３波伝送状態になる場合に、１．８ｄＢだけ光強度が増加するが、これは逆に、３波伝送状態から２波伝送状態になったときには、１．８ｄＢだけ光強度が減少することを意味する。したがって、図４（ａ）、（ｂ）のグラフは、信号光を増設する場合のみならず、削減する場合における光強度の減少量をも示す。したがって、光強度の減少量から総波長数を計算することもできる。
【００３５】
図４（ａ）あるいは図４（ｂ）のグラフのデータは、シミュレーションで求めても良いし、実際に実験を行なって求めても良い。なお、実際の装置の特性のバラツキを考慮するためには、実際に実験を行なってグラフのデータを取得する方が有効である。
【００３６】
以下に処理手順を説明する。
例として、信号光１波（波長λ1）にて運用されている状態から、２波目の信号光（波長λ2）を増設する場合について説明する。
【００３７】
波長λ２の信号光を出力する送信機を追加し、波長λ２の波長で出力を開始する。追加される送信機から特定パターンが出力されるように、その送信機の出力パワーの光強度を変調する。この特定パターンは、各中継局および受信側の端局に対して、波長数がこれから変化する（この例では波長が追加される）ことを事前に通知するためのものである。
【００３８】
特定パターンの変調速度は、例えば数kHz程度とし、主信号の変調速度（例えば10 Gbit/s）よりも十分速度を遅くしておく。
図５は、特定パターンの例を示す図である。
【００３９】
図５では、「１１０１０１１０１０１」というパターンを示しているが、これは、波長数がこれから増設されることを示すことができるものであればなんでも良い。ただし、変調速度は、主信号に対して強度変調を加えても、受信側で主信号にエラーが発生しない程度に遅い速度とする。例えば、１ビットの継続時間すなわちパルスの幅は数十ｍｓ〜１ｓ程度である。波長数を削減する場合においても、増設時とは別の特定パターンを用意する。これも、波長数が削減されることが分かるパターンであれば、どのようなものでも良い。変調速度は、増設時の場合の特定パターンと同じ程度とする。
【００４０】
下流に配置される各中継局あるいは受信側端局の入力部にて波長多重された信号光のパワーをモニタする。特定パターンを付与するのは、増設しようとしている信号光に対してのみであり、運用中の信号光に対しては行わないので、影響を受けることはない。波長を削減する場合には、削減する波長の信号光に対してのみ特定パターンを付与する。
【００４１】
各インライン光増幅器が配置された中継局および受信側端局の入力部に配置されたパワーモニタにて特定パターンを検出したら、光増幅器を波長数検出状態として、例えば、利得一定制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）に切り替える。
【００４２】
通常の運用状態において光増幅器が出力レベル一定制御（ＡＬＣ：Automatic Level Control）の場合、ＡＧＣ制御に切り替えることによって、下流の局へ特定パターンを与えることができようになる（ＡＬＣのままでは、特定パターンによるパワー変動はＡＬＣ制御により吸収するため下流の局に特定パターンを伝えることができない）。したがって、中継局がＡＬＣ制御を行なっている場合には、ＡＧＣ制御を受ける前の送信側端局に最も近い中継局が特定パターンを検出することになる。そして、送信側端局に最も近い中継局から順にＡＧＣ制御に移行し、特定パターンを検出することになる。
【００４３】
以下、上流に配置される中継局のインライン光増幅器から下流の受信端局に向かって順に、特定パターンを受信するとＡＧＣ状態へ遷移する。増設される送信機は、中継局および受信側端局に配置される光増幅器がＡＧＣ状態に遷移するまでの時間を待機（待機時間）する。この待機時間は、システムの設計者が中継局の数やインライン光増幅器の応答時間等を見積もって、全ての中継局と受信端局がＡＧＣ状態に移行し終わるまでの時間を設定するようにする。
【００４４】
通常、送信側と受信側の端局の間に配置される中継局の数には上限が設けられている。このため、全ての中継局および受信側端局の光増幅器がＡＧＣ状態に遷移するのに十分な時間を比較的容易に見積もることができる。
【００４５】
その後、増設した送信機にて特定パターンの送信を停止し、通常の変調状態に遷移する。そして、増設した送信機の出力レベルを一定時間の間、繰り返しONとOFFさせる。光増幅器の動作や運用中の他信号に悪影響を与えない程度にゆっくりとON/OFFさせる。これは、増設した送信機がONの場合には増設後の光強度となり、OFFの場合には増設前の光強度となるので、増設前後の光強度の変化を検出することができるようになるものである。
【００４６】
中継局および受信側端局の光増幅器の入力部の光パワーモニタにて、このときのＷＤＭ光の光強度の変化量を測定する。図４（ａ）あるいは（ｂ）のグラフのデータを、各中継局と受信側端局に保持しておき、この光強度の変化量から波長増設後の波長数を取得する。波長数に応じてＡＳＥによる利得低下量を補うための補正を取得し、光増幅器の利得を設定する。
【００４７】
図４（ａ）あるいは（ｂ）から分かるように、波長数が増えるに従って波長を追加（あるいは削減）した際に生じる光強度の変動量は小さくなる。このことは、光強度の変動量から波長数を求めるにあたってより精度が求められることを意味しており、より高価な検出回路等が必要になるという懸念がある。しかしながら、波長数情報をもとに決定する、ＡＳＥによる信号光に対する利得の低下量は、波長数が増加するに従って急激に減少する（特開２０００−２３２４３３号公報参照）。
【００４８】
従って、波長数が増えた場合の光強度の変動量から波長数への変換に対しては、波長数の増加に伴う利得の低下が小さいので、高精度に波長数を決定することは必要とはしない。光強度の変動量がある程度小さくなるか、または、検出できない場合は波長数が十分多いことを意味しており、ＡＳＥによる信号光に対する利得の補正は実施しない。
【００４９】
図６は、送信機から送信される光強度の変化と、中継局及び受信側端局において受信される光強度の変化の様子を示した図である。
図６（１）は、増設送信機から送信される光強度の変化を示している。ａは、波長数が増設されることを示す特定パターンであり、ｂは、光強度の変化を検出するためのON/OFF動作を示している。図６（２）は、中継局や受信側端局のパワーモニタで検出される光強度の例である。ａが特定パターンであり、ｂがON/OFF動作の波形である。中継局や受信側端局では、元から存在した信号光の光強度も一緒に検出されるので、増設あるいは削除される送信機からの特定パターンやON/OFF動作の結果の光強度の変化は、元から存在する信号光の数により変化する。例えば、ｂのON/OFF動作で、図６（１）の増設される送信機の光強度の変化が、０か最大のどちらかであるのに対し、図６（２）のパワーモニタの検出値は、ｂの光強度の変化の幅が小さくなっている。この光強度の変化の幅を検出し、図４（ａ）、あるいは、（ｂ）のグラフから、波長数を取得する。
【００５０】
図７は、本実施形態に従った、中継局あるいは受信側端局の構成を示す図である。
光増幅部３３の入力側と出力側には、ＷＤＭ信号光の光強度（光パワー）を検出するフォトダイオード３４、３５が設けられている。フォトダイオード３４、３５が検出した光パワーは、利得制御部３２に送られる。利得制御部３２は、ＡＧＣ制御の場合には光増幅部３３の利得が一定になるように、ＡＬＣ制御の場合には光増幅部３３の出力光強度が一定になるように、利得の制御を行なう。また、利得制御部３２は、フォトダイオード３４の検出した光強度の変化から特定パターンを検出した場合には、動作をＡＧＣ制御に設定すると共に、波長数検出部３１による波長数の検出処理を開始させる。
【００５１】
波長数検出部３１は、フォトダイオード３４が検出する、送信機のON/OFF動作によって発生する光強度の変化から増設後あるいは削減後の波長数を検出し、波長数情報を利得制御部３２に与える。波長数情報を受け取った利得制御部３２は、波長数に従った利得を光増幅部３３に設定する。波長数検出部３１は、メモリ３０に格納されている、図４（１）、あるいは、（２）のような、波長数と光パワーの変化量を示すグラフのデータ（波長数テーブルとも呼ぶ）を参照して、波長数を検出する。波長数検出部３１や利得制御部３２は、回路、プロセッサ、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などで構成されてもよい。例えば、波長数検出部３１及び利得制御部３２は、ＣＰＵから構成され、プログラムを実行することにより機能を実現する。また、波長数検出部３１及び利得制御部３２をチップ化し、ユーザに提供することも可能である。
【００５２】
図８は、送信側端局の構成を示す図である。
送信側端局における光増幅器は従来と同様の構成でよい。フォトダイオード４１、４２によって光増幅部４０の入力側と出力側の光強度（光パワー）を検出する。検出された光強度は利得制御部４３に送られ、光増幅部４０の利得の設定に用いられる。ＡＬＣ制御の場合には、フォトダイオード４２で検出される光強度が一定になるように、光増幅部４０の利得が制御される。ＡＧＣ制御の場合には、フォトダイオード４２で検出される光強度とフォトダイオード４１で検出される光強度の比が一定になるように、光増幅部４０の利得が制御される。なお、不図示の送信側端局の制御部から、波長数が変更される旨の制御信号が利得制御部４３に入力された場合には、利得制御部４３は、利得制御をＡＧＣ制御に設定する。波長の増設あるいは削減が終了した旨の制御信号が利得制御部４３に入力された場合には、利得制御部４３は、利得制御を通常の制御に設定する。通常の制御は、ＡＧＣ制御でもＡＬＣ制御でもいずれもありうる。
【００５３】
図９は、第１の構成例の増設動作を示すシーケンス図である。
今、チャネル２（CH2）を波長λ２で出力する送信機２が増設されるとする。まず、送信側端局（送信局）において送信機２を増設する。次に、送信機２がチャネル２を波長λ２で出力する。次に、送信機２は、変調器により特定パターンで強度変調して信号光を送信する。中継局、及び、受信側端局（受信局）では、特定パターンを受信し、利得一定モード（ＡＧＣ制御モード）に遷移する。送信機２は、待機時間だけ待った後、特定パターンの送信を停止する。中継局、受信側端局では、光増幅器の入力側の光強度のフォトダイオードでの検出（測定）を継続する。送信側端局では、送信機２は、変調器により出力をON/OFFして送信する。中継局、受信側端局では、ON/OFF動作の光強度を検出(測定）し、図４（ａ）あるいは（ｂ）のグラフに基づいて、増設後の波長数を検出する。増設後の波長数に基づいて、光増幅器におけるＡＳＥによる利得低下の補正量を決定して、利得制御を行なう。
【００５４】
図１０は、第１の構成例の減設動作を示すシーケンス図である。
今、送信機２を削減するとする。まず、送信側端局で、送信機２に対して減設を指示する。送信機２は、変調器により特定パターンで強度変調をかけて信号光を送信する。中継局及び受信側端局では、特定パターンを受信すると、利得一定モード（ＡＧＣモード）に遷移する。待機時間を過ぎると、送信機２は、特定パターンの送信を停止する。中継局及び受信側端局では、光増幅器の入力側の光強度の検出(測定）を継続する。次に、送信機２は、変調器により出力をON/OFFした信号光を送信する。中継局と受信側端局は、ON/OFF動作の光強度の測定を行い、図４（ａ）あるいは（ｂ）のグラフに基づいて、減設後の波長数を検出する。そして、減設後の波長数から、各光増幅器のＡＳＥによる利得低下の補正量を決定し、光増幅器に制御をかける。
【００５５】
図１１〜図１５は、本実施形態の第２の構成例を説明する図である。
第２の構成例では、同時に追加あるいは削減される波長数が２波以上の場合について説明する。
【００５６】
複数の送信機（波長）が同時に追加または削除されるケースを考える。
波長数が多いシステムでは、送信機は複数のラックに分割して実装される場合がある。送信機への電力供給は、それぞれのラックを介して行われる。このため、ラックごとに電源をON/OFFした場合、複数の送信機の出力が同時にON/OFFされる。例えば、何らかの事故あるいは故障のために、あるラックの電源供給機能が停止した場合などが該当する。
【００５７】
この第２の構成例では、波長数の追加あるいは削減する前の初期状態における波長数があらかじめ分かっている必要がある（第１の構成例では、初期状態における波長数情報は必要としない）。
【００５８】
図１１は、本実施形態の第２の構成例におけるシステム構成例を示す図である。
図１１においては、図３と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、それらの説明を省略する。
【００５９】
端局（送信局と受信局）１１ａ、１２およびインライン光増幅器が配置される中継局１５とから構成される。送信側の端局１１ａにて接続される送信機１０−１〜１０−ｎには、光強度変調を与えるための変調器５０を具備している。この変調器５０は、送信側端局１１ａに配置される全ての送信機１０−１〜１０−ｎに対して同じタイミング（つまり、同期した状態）で特定パターンを与えるためのものである。スイッチ５１は、特定パターンを送出する送信機を選択して、特定パターンの信号を送信させるものである。
【００６０】
図１２に、送信機が送信する、および、各局において受信される信号光の光強度の遷移を示す。図１２（１）は、送信機が送信する信号光の光強度の変化を示す。図１２（２）は、中継局及び受信側端局で受信される信号光の光強度の変化を示す。特定パターンは、同時に追加された送信機のうち、いずれかひとつの送信機から出力する。図１２（１）において、波長λ２の信号光を送信する送信機から、ａの特定パターンが送信されている。この特定パターンは、中継局あるいは受信側端局において、図１２（２）のａとして検出される。ON/OFF動作は、図１２（１）のｂに示されるように、増設あるいは減設される送信機全てが行なう。図１２（１）においては、波長λ２、λ３、λ４の信号光を送信する送信機がON/OFF動作を行なっている。図１２（２）のｂに示されるように、中継局及び受信側端局においては、このON/OFF動作による光強度の変化が検出される。
【００６１】
図１３に、ある波長数の状態から任意の波長数を追加した場合の総光パワーの変動量の関係を示す。
図１３のグラフより、初期状態における波長数が分かっている場合、総光パワーの変動量から波長の増設あるいは減設後の波長数を知ることができる。増設する場合には、図１３のグラフの増設前の波長数のカーブ上で、検出されたパワー変動量に対応する点を求め、その点が対応する縦軸の波長数が増設後の波長数となる。減設する場合には、図１３のグラフの縦軸の波長数が減設前の波長数であり、対応するパワー変動量が、どのカーブの上に乗っているかを判定することにより、減設後の波長数を求めることができる。
【００６２】
中継局及び受信側端局の構成は図７と同様であるが、メモリ３０に増設前あるいは減設前の波長数と図１３のグラフのデータを格納しておき、波長数検出部３１がこのグラフのデータを参照して、増設後あるいは減設後の波長数を取得する。図１３のグラフのデータは、シミュレーションで求めても良いし、実験を行なって求めても良い。実際の装置の特性のバラツキを考慮する場合には、実際に実験を行なったほうが有効である。
【００６３】
図１４は、第２の構成例における増設処理の流れを示すシーケンス図である。
まず、送信側端局において、複数の送信機を同時に増設する。次に、増設された送信機のうちのいずれかから特定パターンを送信する。中継局及び受信側端局においては、特定パターンを検出すると、光増幅器を利得一定モード（ＡＧＣ制御モード）に遷移させる。待機時間だけ経過した後、送信機は特定パターンの送信を停止する。そして、中継局及び受信側端局では、全ての送信機の出力の光強度の検出（測定）を継続する。次に、送信側端局では、増設された全ての送信機の出力をON/OFFする。中継局及び受信側端局では、増設された全ての送信機の出力をＯＮした場合と、ＯＦＦした場合の光強度を検出（測定）する。そして、各中継局及び受信側端局で、増設された全ての送信機がＯＮされたときの光強度とＯＦＦされたときの光強度から光強度の変化量を求め、図１３のグラフのデータより、増設後の波長数を決定する。そして、決定された波長数に基づいて、ＡＳＥによる光増幅器の利得低下の補正量を決定し、光増幅器の利得を制御する。
【００６４】
図１５は、第２の構成例における減設処理の流れを示すシーケンス図である。
まず、送信側端局において、減設されるべき送信機のうちのいずれかから特定パターンを送信する。中継局及び受信側端局においては、特定パターンを検出すると、光増幅器を利得一定モード（ＡＧＣ制御モード）に遷移させる。待機時間だけ経過した後、送信機は特定パターンの送信を停止する。そして、中継局及び受信側端局では、全ての送信機の出力の光強度の検出（測定）を継続する。次に、送信側端局では、減設されるべき全ての送信機の出力をON/OFFする。中継局及び受信側端局では、減設されるべき全ての送信機の出力をＯＮした場合と、ＯＦＦした場合の光強度を検出（測定）する。そして、各中継局及び受信側端局で、減設されるべき全ての送信機がＯＮされたときの光強度とＯＦＦされたときの光強度から光強度の変化量を求め、図１３のグラフのデータより、減設後の波長数を決定する。そして、決定された波長数に基づいて、ＡＳＥによる光増幅器の利得低下の補正量を決定し、光増幅器の利得を制御する。
【００６５】
図１６〜図１９は、本実施形態の第３の構成例を説明する図である。
本構成例では、増減設する信号光の波長が、もともと存在する信号光の波長と大きく異なる場合について、波長数検出の精度を高めようとするものである。
【００６６】
例えば、波長がλ１の１波にて運用している状態からλ２の波長を追加する場合を考える。一般に、光ファイバの損失は光の波長に依存して異なる。
波長λ１とλ２が近い場合（例えば、波長グリッドにおいて隣り合う程度、すなわち、１nm程度の違い）は、λ１とλ２の波長が光ファイバの伝送した際に受ける損失の量はほぼ等しい。ここで、波長が近いということを、光ファイバを伝送した際に受ける損失の量で説明するならば、伝搬後の２つの波長が受ける損失の差が０．１ｄＢ程度以内である場合には、２つの波長は近いということができる。これは、波長数が少ない、比較的小規模なＷＤＭ伝送装置では通常成立している。
【００６７】
一方、波長λ１とλ２の値が大きく離れている場合は、２つの波長で受ける損失の量が大きく異なるので、光強度の変化が想定外に大きく変化し、図４（ａ）、（ｂ）に示した光強度の変動量から波長数を求める際の精度が低下する可能性がある。これは、伝送路である光ファイバの損失が、信号光の波長によりことなることに起因する。２つの波長が大きく離れているとは、上記の意味で近い場合でないことを意味し、例えば、Ｃバンド帯域幅の半分、あるいは、４分の１程度の波長の差がある場合などである。
【００６８】
図１６に、この様子を以下の条件を一例として示す。
局間距離      100 km
局間のファイバ損失      20 dB
中継局数      2
端局間のスパン数（伝送路の数）      3
光増幅器出力の1波あたりの平均出力パワー      0 dBm
送信機1と送信機2の波長差      15 nmまたは7 nm
【００６９】
図１６から分かるように、２つの波長の差によってパワー変動量が異なってくることが示されている。また、波長数が少ないほど伝送路である光ファイバの損失の波長特性への影響は大きい。
【００７０】
第３の構成例では、増減設する信号光の波長が分かる場合、図１６からそれぞれの波長差に応じて、図４（ａ）、（ｂ）のような形式のパワー変動量と波長数のグラフのデータを用意しておくことによって、より精度よく波長数を特定することが可能となる。
【００７１】
増減設される信号光の波長は以下の方法により特定する。
最近では、出力光の波長を任意に選択できるタイプの送信機が適用される場合が多い。そこで、送信機に対する設定波長に応じて、異なる特定パターンを個別に用意しておく。
【００７２】
図１７に、波長ごとの特定パターンの例を示す。
図１７では、波長λ１は、「１１０１０１１０１０１」、波長λ２は、「１０１１０１０１００１」、波長λ３は、「１０１００１０１０１１」が割り当てられている。図１７は、一例であり、波長ごとの特定パターンは、互いに異なるものであれば任意に設定可能である。
【００７３】
中継局では、この特定パターンに応じて、増減設される信号の波長を特定し、その波長に応じてパワー変動から波長数へのグラフのデータを選択する。なお、ここでは、増減設は、１波長ずつ行なうものとする。これは、異なる特定パターンが同時に送信され、特定パターンが検出できなくなってしまうのを避けるものである。
【００７４】
中継局及び受信側端局の光増幅器の構成は、図７と同様であり、波長差ごとに設けられる図４（ａ）、（ｂ）に対応するグラフのデータは、メモリ３０に予め格納されて、波長数検出部３１が参照する。
【００７５】
図１８は、第３の構成例の増設動作を示すシーケンス図である。
今、チャネル２（CH2）を波長λ２で出力する送信機２が増設されるとする。まず、送信側端局（送信局）において送信機２を増設する。次に、送信機２がチャネル２を波長λ２で出力する。次に、送信機２は、変調器により特定パターンで強度変調して信号光を送信する。中継局、及び、受信側端局（受信局）では、特定パターンを受信し、利得一定モード（ＡＧＣ制御モード）に遷移する。送信機２は、待機時間だけ待った後、特定パターンの送信を停止する。中継局、受信側端局では、光増幅器の入力側の光強度のフォトダイオードでの検出（測定）を継続する。送信側端局では、送信機２は、変調器により出力をON/OFFして送信する。中継局、受信側端局では、ON/OFF動作の光強度を検出(測定）し、波長差に応じたグラフのデータに基づいて、増設後の波長数を検出する。増設後の波長数に基づいて、光増幅器におけるＡＳＥによる利得低下の補正量を決定して、利得制御を行なう。
【００７６】
図１９は、第３の構成例の減設動作を示すシーケンス図である。
今、送信機２を削減するとする。まず、送信側端局で、送信機２に対して減設を指示する。送信機２は、変調器により特定パターンで強度変調をかけて信号光を送信する。中継局及び受信側端局では、特定パターンを受信すると、利得一定モード（ＡＧＣモード）に遷移する。待機時間を過ぎると、送信機２は、特定パターンの送信を停止する。中継局及び受信側端局では、光増幅器の入力側の光強度の検出(測定）を継続する。次に、送信機２は、変調器により出力をON/OFFした信号光を送信する。中継局と受信側端局は、ON/OFF動作の光強度の測定を行い、波長差に応じたグラフのデータに基づいて、減設後の波長数を検出する。そして、減設後の波長数から、各光増幅器のＡＳＥによる利得低下の補正量を決定し、光増幅器に制御をかける。
【００７７】
なお、上記実施形態では、単に送信機の光出力をON/OFFすると記載したが、ON/OFFの回数は特定の回数に限定されるものではなく、１回でも良いし、数回でも良く、全ての中継局と受信側端局で波長数が決定できる回数であれば良い。
【００７８】
上記実施形態により、ＯＳＣ等による局間の情報伝達手段を用いることなく波長数を取得し、その情報をＡＳＥによる利得の低下の補正等に適用することができる。そのため、ＯＳＣ送受信のための装置が不要で、コストを低減しつつ、伝送特性の劣化を防止できる。
【符号の説明】
【００７９】
１０−１〜１０−ｎ      送信機
１１、１１ａ      送信側端局（送信局）
１２      受信側端局（受信局）
１３−１〜１３−ｎ      受信機
１４      伝送路（光ファイバ）
１５      中継局（インライン増幅器）
１６      ＯＳＣ受信機
１７      ＯＳＣ送信機
２０      光パワーモニタ
２１      光増幅器
３０      メモリ
３１      波長数検出部
３２、４３      利得制御部
３３、４０      光増幅部
３４、３５、４１、４２      フォトダイオード
５０      変調器
５１      スイッチ
【図１】
0005857697.tif 000002
【図２】
0005857697.tif 000003
【図３】
0005857697.tif 000004
【図５】
0005857697.tif 000005
【図６】
0005857697.tif 000006
【図７】
0005857697.tif 000007
【図８】
0005857697.tif 000008
【図９】
0005857697.tif 000009
【図１０】
0005857697.tif 000010
【図１１】
0005857697.tif 000011
【図１２】
0005857697.tif 000012
【図１４】
0005857697.tif 000013
【図１５】
0005857697.tif 000014
【図１７】
0005857697.tif 000015
【図１８】
0005857697.tif 000016
【図１９】
0005857697.tif 000017
【図４】
0005857697.tif 000018
【図１３】
0005857697.tif 000019
【図１６】
0005857697.tif 000020