(57)【要約】【課題】  光アドドロップ装置と光空間伝送装置を結合したネットワークノードにおいて、光空間伝送路で障害が発生した場合に、分岐挿入用に割り当てられた波長以外の波長多重信号のパワーレベル変動が発生するのを抑圧する。【解決手段】  本発明により、光アドドロップ装置内の光分岐手段により波長多重信号から分岐された信号光を、外部の空間へ送信するとともに、外部から受信した信号光を、光アドドロップ装置内の光挿入手段により波長多重信号内に挿入する光伝送装置において、  外部から受信した信号のパワーレベルを一定に保つための光アンプを設け、また、外部からの信号光が信号断状態となった場合に、光分岐手段により波長多重信号から分岐された信号光をループバックさせて光挿入手段により波長多重信号に挿入させるためのループバック用光スイッチを設けた光伝送装置を提供する。【選択図】図１
2006180417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に伝送される波長多重信号光から少なくとも１つの波長を有する信号光を分岐する光分岐手段を備えた第１の光アドドロップ装置と、
第２の方向に伝送される波長多重信号光に少なくとも１つの波長を有する信号光を挿入する光挿入手段を備えた第２の光アドドロップ装置と、
前記光分岐手段により分岐された信号光を外部に送信する光送信部を有する第１の光空間伝送装置と、
前記第１の光空間伝送装置から送信される信号光を受信する機能を有するとともに、前記第１の光空間伝送装置に対して信号光を送信する機能を有する第２の光空間伝送装置から送信された信号光を受信する光受信部とを有し、
前記第２の光空間伝送装置から受信した信号光のパワーレベルを所定の値に保つための光アンプを、前記光挿入手段と前記光送信部との間に設け、
さらに、前記第２の光空間伝送装置から送信される信号光が信号断状態となった場合に、前記光分岐手段により前記第１の方向に伝送される波長多重信号から分岐された信号光をループバックさせ、そのループバックさせた信号光を前記光挿入手段に送信することにより前記第２の方向に伝送される波長多重信号に挿入するためのループバック用光スイッチを、前記光挿入手段と前記光受信部との間に設けたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光アドドロップ装置及び前記第１の光空間伝送装置が設置された地点を第１の地点とし、
前記第２の光空間伝送装置が設置された地点を第２の地点とし、
前記第２の光空間伝送装置からの信号を受信して電気信号に変換する光受信部あるいは光送受信部が設置され、前記光アドドロップ装置と前記第１の方向に伝送される波長多重信号光あるいは前記第２の方向に伝送される波長多重信号光を介して接続された地点を第３の地点とした時に、
前記第１の地点における光アドドロップ装置内に設けられた前記ループバック用光スイッチがループバックを実行した旨を、前記第３の地点の光受信部あるいは光送受信部に通知する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記ループバック用光スイッチは、前記第２の光空間伝送装置からの信号光が信号断状態から復帰した場合に、前記ループバックを解除して、前記第２の光空間伝送装置からの信号光が前記光受信部から前記光挿入手段へと通過するように切り替える制御を行うことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記第２の光空間伝送装置から送信された信号光のパワーレベルをモニタするパワーレベルモニタ手段を前記ループバック用光スイッチに接続された光受信部と前記ループバック用光スイッチとの間に備え、
前記パワーレベルモニタ手段で検出されたパワーレベル量が第１の規定値よりも低い場合には、前記ループバック用光スイッチをループバック側に設定し、一方、前記パワーレベルモニタ手段で検出されたパワーレベル量が第２の規定値よりも高い場合には、前記ループバック用光スイッチのループバックを解除することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項５】
請求項２記載の通知手段として、光アドドロップ装置あるいは光アンプの装置監視用信号を用いることを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置監視用信号として、主信号光と波長多重された監視信号を用いることを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置監視用信号として、主信号光と時間多重された監視信号あるいはパケット多重された監視信号を用いることを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項８】
光伝送路上を伝送される波長多重信号光から少なくとも１つの波長を有する信号光を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段が設けられた光伝送路上を伝送される波長多重信号光に少なくとも１つの波長を有する信号光を挿入する光挿入手段とを有する光アドドロップ装置とを備え、
前記光分岐手段により分岐された信号光を外部に送信する光送信部を有する第１の光空間伝送装置と、
前記第１の光空間伝送装置から送信される信号光を受信する機能を有するとともに、前記第１の光空間伝送装置に対して信号光を送信する機能を有する第２の光空間伝送装置から送信された信号光を受信する光受信部とを有し、
前記第２の光空間伝送装置から受信した信号光のパワーレベルを所定の値に保つための光アンプを、前記光挿入手段と前記光送信部との間に設け、
さらに、前記第２の光空間伝送装置から送信される信号光が信号断状態となった場合に、前記光分岐手段により前記光伝送路上を伝送される波長多重信号から分岐された信号光をループバックさせ、そのループバックさせた信号光を前記光挿入手段に送信することにより前記光伝送路上を伝送される波長多重信号に挿入するためのループバック用光スイッチを、前記光挿入手段と前記光受信部との間に設けたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項９】
前記ループバック用光スイッチは、前記第２の光空間伝送装置からの信号光が信号断状態から復帰した場合に、前記ループバックを解除して、前記第２の光空間伝送装置からの信号光が前記光受信部から前記光挿入手段へと通過するように切り替える制御を行うことを特徴とする請求項８記載の光伝送装置。
【請求項１０】
前記第２の光空間伝送装置から送信された信号光のパワーレベルをモニタするパワーレベルモニタ手段を、前記ループバック用光スイッチに接続された光受信部と前記ループバック用光スイッチとの間に備え、
前記パワーレベルモニタ手段で検出されたパワーレベル量が第１の規定値よりも低い場合には、前記ループバック用光スイッチをループバック側に設定し、一方、前記パワーレベルモニタ手段で検出されたパワーレベル量が第２の規定値よりも高い場合には、前記ループバック用光スイッチのループバックを解除することを特徴とする請求項８記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アドドロップ装置及び光空間伝送装置などの光伝送装置に係り、特に、光空間伝送装置側で信号障害が発生した場合に、その影響を光アドドロップ装置内で抑制する手法を有する光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光空間（光無線）伝送装置は、自由空間を伝送路とする光通信装置であり、ファイバ敷設に伴う許認可や工事が不要となるために、その結果として光ファイバ伝送装置に対して、サービス申請からサービス開始までの期間を大幅に短縮可能であるという長所と、工事費用が削減できるという長所がある（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
光空間伝送装置の一般的な構成を図２に示す。図２には、２台の光空間伝送装置１及び２を空間伝送路３を挟んで対向させた形態を示している。光空間伝送装置１に入力した電気信号は光無線送信機４ａによって信号光に変換され、送信光学系５ａより空間に送出される。光空間伝送装置２では、光空間伝送装置１から送出された信号光を、受信光学系６ａにより受光して、光無線受信機７ａにより電気信号に変換して出力する。光無線送信機４ａと送信光学系５ａは空間光学系あるいは光ファイバによって接続され、送信光学系５ａは光無線送信機４ａからの信号光を遠距離通信に適したビーム形状を形成する働きを行う。また、受信光学系６ａと光無線受信機７ａも同様に空間光学系あるいは光ファイバによって接続され、受信光学系６ａは受信した信号光ビームを集光して、受光無線受信機７ａに入力させる働きを行う。光空間伝送装置２から光空間伝送装置１への通信も同様に、光無線送信機４ｂ、送信光学系５ｂ、空間伝送路３、受信光学系６ｂ、光無線受信機７ｃの順に信号が伝播し、双方向通信を実現している。
【０００４】
また、光アドドロップ装置（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）は、波長多重された信号の一部の波長を分岐（ドロップ）あるいは挿入（アド）する装置であり、信号光を電気信号に変換することなく、信号光のままで波長多重された複数の波長のうちの所望の波長のみにアクセス可能とする装置である。光ネットワーク上の各ノードでは、この光アドドロップ装置を用いることで、波長多重された全ての信号を取り扱うのではなく、所望の波長のみを取り扱うことが可能となり、ネットワーク全体での装置コストの大幅な削減と、効率の良い信号波長の割当が可能となる。
【０００５】
光アドドロップ装置の一般的な構成を図３に示す。図３では４つの波長（λ１、λ２、λ３、λ４）が多重された波長多重信号を想定した光アドドロップ装置を表記した。光アドドロップ装置１１に入力した波長多重信号は光アンプ１８により一括増幅された後、分波器１２によって夫々の波長λ１、λ２、λ３、λ４に分波され、夫々別々のファイバに入力される。λ１の信号は光分岐スイッチ１３に入力し、光分岐スイッチ１３の状態により、λ１の信号はそのまま光分岐スイッチ１３を通過（スルー）して光挿入スイッチ１４に達するか、あるいはλ１の信号は分岐（ドロップ）されて光分岐スイッチ１３から光アドドロップ装置１１の外部に出力されることになる。また、光挿入スイッチ１４では前記の通過（スルー）された信号光λ１か、あるいは光アドドロップ装置１１の外部から入力してきた（挿入されてきた）信号光λ１’のいずれかを出力する。光挿入スイッチ１４から出力された信号光λ１あるいはλ１’は、他の波長の信号λ２、λ３、λ４と光合波器１５で合波されて再び波長多重信号を形成し、光アンプ１９により一括増幅された後に、光アドドロップ装置１１から出力される。
【０００６】
光アドドロップ装置において、光アンプ１８、光アンプ１９の設置は必然ではないが、光分波器１２や光合波器１５の損失を補償するために、設置される場合が多い。また、図３の構成ではλ１の波長のみを光分岐スイッチ１３や光挿入スイッチ１４により分岐、挿入しているが、他の任意の波長に設置することが可能であり、また、光分岐スイッチ１３や光挿入スイッチ１４のいずれか一方のみを設置する場合もある。また、ネットワークの構成変更が必要ない場合には光分岐スイッチ１３や光挿入スイッチ１４の箇所には、スイッチを設けずにパッチコードの接続で代用されることもある。これら光アドドロップ装置における詳細な構成は、ネットワーク規模や変更の有無、装置コストなどを考慮して、設計され、様々な形態をとりうる。
【０００７】
こうした光アドドロップ装置を用いたネットワーク構成例を図４に示す。図４では、波長多重された信号のうちλ１を、ノードＡ（２１）とノードＢ（２２）の夫々でアドドロップして、ノードＡとノードＢの間の通信を実現する例である。光分岐スイッチ１３ａ、１３ｄはいずれも分岐側に、光挿入スイッチ１４ｂ、１４ｃはいずれも挿入側に設定されている。また、光分波器１２の直前に設置される光アンプ、及び光合波器１５の直後に設置される光アンプに関して、図４ではその表記を省略している。
【０００８】
ネットワーク構成としては、ノードＢ（２２）からノードＡ（２１）に向かう回線（ファイバ２３ｅ、２３ｃ、２３ａ）とノードＡ（２１）からノードＢ（２２）に向かう回線（ファイバ２３ｂ、２２ｄ、２３ｆ）の上り下り２系統の波長多重回線があるために、図３に示した光アドドロップ装置がノードＡ（２１）、ノード Ｂ（２２）のいずれにおいても２系統設置されている。
【０００９】
ノードＢ（２２）の光送信機１６ｃから出力された信号光λ１は光挿入スイッチ１４ｃ、光合波器１５ｃを経て、波長多重信号となって出力され、光ファイバ２３ｃに入射する。ノードＡ（２１）に達した波長多重信号は、光分波器１２ａで分波される。このうち、信号光λ１は光分岐スイッチ１３ａを経て、光受信機１７ａに達する。こうしてノードＢ（２２）からノード（２１）にかけてλ１を用いた通信が成立する。ノードＡ（２１）からノードＢ（２２）にかけても同様にλ１を用いた通信が、光送信機１６ｂ、光挿入スイッチ１４ｂ、光合波器１５ｂ、光ファイバ２３ｂ、光分波器１２ｄ、光分岐スイッチ１３ｄ、光受信機１７ｄの経路にて成立する。このようにして、光アドドロップ装置を設置したノードＡ（２１）、ノードＢ（２２）では、波長多重された各４波長に対応した４台の光送受信機を設置する必要はなく、１波長分（λ１用）の光送受信機１６ｂ、１７ａ、１６ｃ、１７ｄをそれぞれ１台設置するだけで所望の信号を取り扱うことが可能となる。
【００１０】
近年、インターネットやマルチメディアサービスの普及に伴い、光通信の需要は従来の基幹網やメトロ網のみならず、加入者サイトへのアクセス網にまで広がっている。こうした流れのなか、加入者側でも波長多重回線に低コストにかつフレキシブルにアクセスしたいとのニーズを満たすために、光空間伝送装置と光アドドロップ装置を融合することにより、波長多重信号の一部を光空間伝送するという運用形態が考えられる。
【００１１】
図５に光空間伝送装置と光アドドロップ装置を融合させた形態例を示す。図５は、図３のネットワークのノードＡに図１の光空間無線装置を直接接続した形態ということもできる。ノードＡ（２４）にて光分岐スイッチ１３ａから分岐された信号光λ１は光受信機１７ａに達する。光受信機１７ａからの出力電気信号は光空間伝送装置の光無線送信機４ａで信号光に変換されて、送信光学系５ａを経て空間伝送路３に送出される。ノードＣ（２５）ではノードＡ（２４）からの光空間信号を受信光学系６ａにより受光して、光無線受信機７ａにより電気信号に変換して出力する。
【００１２】
またノードＣ（２５）からノードＡ（２４）に対しても同様に、光無線送信機４ｂ、送信光学系５ｂ、空間伝送路３、受信光学系６ｂ、光無線受信機７ｂ、光送信機１６ｂ、光挿入スイッチ１４ｂ、光合波器１５ｂを経ることにより、ノードＣからの信号はλ１に変換された後に、波長多重信号に挿入される。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２０１１１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５４０７号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４７０１号公報
【非特許文献１】「屋外光無線伝播特性に関する調査研究（１）〜（５）」、松本、鮫島、鈴木、成井、服部、宮本著、２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、論文番号Ｂ５−１３７〜１４１、ｐ．５１４−５１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、図５の形態ではノードＡ（２４）ではλ１の信号を一端電気に変換した後、そのままノードＣに向けて送出しており、ノードＣ（２５）ではλ１の信号内の情報を一切必要としない場合でも、光送信機１６ｂ、光受信機１７ａ、光無線送信機４ａ、光無線受信機７ｂの合計４台の送受信装置を過剰に必要とし、装置の複雑化と装置コストの増大を引き起こしてしまう。
【００１５】
このような過剰な送受信機の設置は、図６に示す形態のシステムのように、λ１の信号をそのまま空間伝送に利用することで改善可能である。図６に示すシステムでは、光分波器１２ａ、光分岐スイッチ１３ａにより分岐された信号光λ１は電気信号に変換されずに、そのまま送信光学系５ａから空間伝送路３に送出される。ノードＣ（２７）ではノードＡ（２６）からの信号λ１を受信光学系６ａ、光無線受信機７ａにより受信して電気信号に変換する。
【００１６】
また、ノードＣ（２７）からは光無線送信機４ｂから波長λ１の信号が出力し、送信光学系５ｂを経て空間伝送路３に送出される。ノードＡ（２６）ではノードＣ（２７）からの信号λ１を受信光学系６ｂで受信し、ここで電気信号に変換することなく、そのまま光挿入スイッチ１４ｂ、光合波器１５ｂを経て波長多重信号に挿入される。このように、分岐挿入された信号光を一旦電気信号に変換することなしに、そのまま光空間伝送に適用することで、よりフレキシブルな、かつ低コストなネットワークを形成することが可能となる。
【００１７】
ここで、光空間伝送においては、伝送特性が気象条件の影響を大変受けやすく、特に雨や霧や埃等により大きな減衰を生じるため、装置及びシステムの運用において注意が必要である。雨や霧や埃等の気象条件による伝搬損失の増大が発生した場合、受信光レベルが著しく低下したり、最悪の場合には信号を受信することができなくなってしまうためである。図６のシステムのように、分岐挿入された信号光をそのまま光空間伝送に適用したシステムにおいては、前述した気象条件の悪化による光空間伝送路の劣化が、光空間伝送用の信号（λ１）のみならず、波長多重された他の信号（λ２、λ３、λ４）の品質にも劣化を引き起こす可能性がある。以下にこの現象について説明する。
【００１８】
図６に示すシステムにおいて、ノードＡ（２６）とノードＣ（２７）は空間伝送路（３）を介して接続されている。ここで、雨や霧や埃の気象条件の悪化により空間伝送路の損失が増大すると、受信光学系６ａ、および受信光学系６ｂにおける受信パワーが低下する。このうち、受信光学系６ｂ側で受光された信号λ１はそのまま光挿入スイッチ１４ｂ、光合波器１５ｂを経て、他の信号（λ２、λ３、λ４）と合波されて波長多重信号を形成する。一般に、光アドドロップ装置は、出力する波長多重信号の各波長のパワーレベルがほぼ等しくなるように各素子の損失を設計している。しかしながら、気象条件の悪化により、信号λ１のパワーレベルが低下した為に、光合波器１５ｂの出力ではλ１のパワーレベルは他の信号（λ２、λ３、λ４）よりも低いレベルとなっている。
【００１９】
光アドドロップ装置には、前述したように、スイッチや合分波器の損失を補償するために光アンプ（１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ）が設置されている。光アンプには通常、安定動作の為に何らかの出力制御機構が施されており、光アンプでの総光出力パワー（波長多重された信号光の場合は、全波長分のパワー）が常に一定となるような制御である、総出力一定制御機構が施されている場合が多い。
【００２０】
総出力一定制御が施された光アンプ１９ｂの入力波長多重信号（λ１、λ２、λ３、λ４）において、前述したように気象変動に伴う信号光λ１のパワーレベル低下が発生した場合を考える。この時、光アンプ１９ｂの入力および出力における、各信号光（λ１、λ２、λ３、λ４）のパワーレベルを図７に示す。気象変動に伴う、パワーレベルの変動が発生する以前（状態１）では光アンプ１９ｂの入力パワーは全信号で等しい。パワーレベルが変動して、信号光λ１の信号が低下した場合（状態２）でも、他の信号光（λ２、λ３、λ４）の入力パワーは一定のままである。
【００２１】
しかしながら光アンプ１９ｂの出力パワーに目を向けると、光アンプ１９ｂは総出力一定制御が施されている為に、信号光λ１の減少分を補償しようとして光アンプ１９ｂの利得が上昇し、その結果として、他の信号光（λ２、λ３、λ４）は増大してしまう。さらに、気象状態が劣化して、信号光λ１のパワーが信号として認識できないレベルまで減少し、信号光λ１が断状態となった場合には（状態３）、光アンプ１９ｂの出力において他の信号光（λ２、λ３、λ４）の増大分は最大に達する。以上の議論で、議論を簡略化するために光アンプの利得の波長依存性は無いものとした。
【００２２】
パワーレベルが増大した信号光（λ２、λ３、λ４）においては、光アンプ１９ｂの下流側にある光ファイバ２３ｄ中の非線形現象の影響により、波形が劣化したりノイズが発生したりするために、伝送品質の劣化が引き起こされてしまう。また、パワーレベルの増大が、受信側のフォトダイオード等各種光デバイスの許容定格入力値を超えてしまった場合には、それらのデバイスを破壊してしまう可能性もあり、装置運用の信頼性を著しく劣化させてしまう。
【００２３】
上記のような問題を解決するために、光アドドロップ装置における光アンプの制御手法として、前述した総出力一定制御ではなく利得が一定になるような制御、利得一定制御を施す方式が提案されている。（特許文献１、特許文献２等）。利得一定制御された光アンプでは、出力ではなく利得が一定に保たれるので、波長多重された信号の一部の信号が消失したとしても、残された信号光における利得は保持されたままであり、その結果として、残された信号光の出力が一定に保つことが可能となる。
【００２４】
しかしながら、利得一定制御においては、光アンプの利得を測定するために特別な機構が必要となったり、光減衰器等の高価な光部品を必要としたり、利得を一定に保とうとすると光アンプ自体を高性能化する必要が生じたりするために、装置全体の価格上昇をもたらしてしまう問題があった。
【００２５】
また、前記問題を解決するための、別の手法として、補償光を用いる手法も提案されている。光アドドロップ装置において分岐挿入する主信号光に、新規に補償光を印加し、主信号光にてパワーレベルの変動が発生した場合には、その変動に追従して補償光のパワーを増減し、全体でのパワーを一定に保つことで、波長多重された他の信号光のパワー変動を低減することが可能になる。補償光を用いる手法では、補償光と主信号光の波長を揃えること、分岐挿入する信号の数だけ補償光源が必要となってしまうこと等の大きな課題がある。特許文献３では、本来の光アンプとは別途設置した光アンプから発生する自然放出光をフィルタ等でスライスすることにより、波長制御の問題、及び補償光源数の問題を解決する手法について提案している。
【００２６】
しかしながら、同手法においても、高価な光アンプを余分に必要とするという点では、やはり装置全体の価格上昇をもたらしてしまう問題があった。
本発明はかかる問題に対して、空間伝送におけるパワーレベル変動や信号断が発生した場合でも、他の波長多重信号への影響を抑止する手法を、安価な構成の光アドドロップ装置によって提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
かかる問題に対して本出願の第一の発明が提供する構成は、光アドドロップ装置内の光分岐手段により第１の波長多重信号から分岐された少なくとも１つ以上の信号光を、第１の光空間伝送装置で伝送し、対向するもう一方の第２の光空間伝送装置から受信した少なくとも１つ以上の信号光を、前記光アドドロップ装置内の光挿入手段により第１の波長多重信号内に挿入する光伝送装置において、前記第２の光空間伝送装置から受信した信号のパワーレベルを一定に保つための光アンプを、前記光アドドロップ装置の光挿入手段と第１の光空間伝送装置の間に備え、また、前記第２の光空間伝送装置からの信号光が信号断状態となった場合に、前記光分岐手段により第１の波長多重信号から分岐された信号光をループバックさせて前記光挿入手段により第２の波長多重信号に挿入させるための、ループバック用光スイッチを、前記光空間伝送装置と前記第１の空間光伝送装置との間に備えたことを特徴とする、光伝送装置である。
【００２８】
また、本出願の第二の発明が提供する構成は、前記の光アドドロップ装置及び前記第１の光空間伝送装置が設置された地点を第１の地点とし、前記第２の光空間伝送装置が設置された地点を第２の地点とし、前記光アドドロップ装置と前記第１の波長多重信号あるいは第２の波長多重信号を介して接続され、前記第２の光空間伝送装置からの信号を受信して電気信号に変換する受信機あるいは送受信機が設置された地点を第３の地点とした時に、前記第１の地点における光アドドロップ装置内の前記ループバック用光スイッチがループバックを実行した旨を、前記第３の地点の受信機あるいは光送受信機に通知する手段を備えたことを特徴とする、光伝送装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本出願の第一の発明によれば、対向するもう一方の光空間伝送装置からの信号パワーレベルが変動した場合においても、この信号光のパワーレベルを新規に設けた光アンプにより一定に保つことにより、分岐挿入される信号波長以外の波長多重信号で発生するレベル変動の影響を回避することが、安価な装置構成で実現できる。
【００３０】
また、対向するもう一方の光空間伝送装置からの信号が信号断となった場合においても、第１の波長多重信号から分岐された信号を新規に設けたループバック用光スイッチによりループバックして第２の波長多重信号へ挿入することにより、分岐挿入される信号波長以外の波長多重信号で発生するレベル変動の影響を回避することが、安価な装置構成で実現できる。
【００３１】
また本出願の第二の発明によれば、第一の発明の効果であるパワーレベル変動にともなう物理レイヤ上のトラブル（他の波長多重信号への影響）を回避すると同時に、上位レイヤ上で発生する、ネットワーク上の論理的ループの発生に伴う影響をも回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
本発明の第１の実施例を図１を用いて説明する。ノード１（５１）は波長多重ネットワーク中のノードの一つであり、ノード１（５１）では波長多重信号（λ１、λ２、λ３、λ４）から１つの波長（λ１）が分岐挿入される。ノード２（５２）とノード１（５１）は空間伝送路（５３）を介して光空間伝送ネットワークを構成しており、ノード１（５１）で分岐（ドロップ）された信号光（λ１）はそのままノード２（５２）に向けて空間伝送される。また、ノード２（５２）から送信されてきた信号光（λ１’）はそのままノード１（５１）において波長多重信号に挿入（アド）される。
【００３４】
ここで、波長λ１と波長λ１’は同一の波長であるが、信号として別であることを明示するために、ノード１（５１）からノード２（５２）に向かう信号をλ１と、ノード２（５２）からノード１（５１）に向かう信号をλ１’とそれぞれ表記して区別する。
【００３５】
本実施例においては、波長多重ネットワークは図中左から右への回線（ファイバ５４ａ、５４ｂ）と、図中右から左への回線（ファイバ５４ｃ、ファイバ５４ｄ）、上り下りの２回線が敷設されている。ノード１では、信号光λ１は、図中左から右への回線側で分岐（ドロップ）され、また、図中右から左への回線側で挿入（アド）される。
【００３６】
信号光の流れを詳細に説明すると、光ファイバ５４ｃからノード１（５１）に達した波長多重信号（λ１、λ２、λ３、λ４）は光分波器５５ａにおいて分波され、波長毎にそれぞれ個別の出力ポートから出力する。このうち信号光λ１は光分岐用スイッチ５６ａによって２つの出力のうち、そのまま通過（スルー）するか、分岐（ドロップ）されるかを選択されるが、ここでは分岐（ドロップ）側が選択されている。残りの３波長の信号光（λ２、λ３、λ４）は光合波器５８ａにて合波されて波長多重信号を形成し、光アンプ６０ａを経て、光ファイバ５４ａに入射される。
【００３７】
前記の信号光λ１は光分岐用スイッチ５６ａから分岐されて光カプラ６５に達する。光カプラ６５は、入力された信号光λ１を２つの出力ポートから適当な分配比で分配して出力する。光カプラ６５から出力された信号光λ１の一方は空間伝送用送信光学系６２ａに、もう一方の信号光λ１はループバック用光線路６６を経て、ループバック用光スイッチ６８に、それぞれ達する。このうち、送信光学系６２ａに達した信号光λ１は空間伝送路５３に射出される。これにより、ノード１（５１）から送信された信号光λ１は空間伝送路５３を経由して、ノード２（５２）に達し、受信光学系６３ａによって集光され、光無線受信機６４ａによって電気信号に変換して出力される。
【００３８】
同様にノード２（５２）側では、光無線送信機６１ｂにより波長λ１’の信号光が形成され、送信光学系６２ｂから光空間伝送路５３に射出される。前述したように、波長λ１と波長λ１’は同一の波長であるが、信号として別であることを明示するために区別して表記している。ノード２（５２）から送信された信号光λ１’はノード１（５１）に達し、受信光学系６３ｂによって集光される。集光された信号光λ１’は光カプラ６７に達する。光カプラ６７は、入力された信号光λ１’を２つの出力ポートから適当な分配比で分配して出力する。光カプラ６７から出力された信号光λ１’の一方は前記ループバック用光スイッチ６８に、もう一方の信号光λ１’は光パワーモニタ用受光器７１に、それぞれ達する。
【００３９】
ループバック用光スイッチ６８は、前記光カプラ６５からの出力である信号光λ１、あるいは前記光カプラ６７からの出力である信号光λ１’、これらのいずれかを選択して出力する。ループバック用光スイッチ６８から出力された信号光λ１あるいはλ１’は、光アンプ６９を経て、光カプラ７０において適当な分配比で分配され、分配された一方の信号光λ１あるいはλ１’は光挿入用スイッチ５７ｂに達する。光カプラ７０で分配されたもう一方の信号光λ１あるいはλ１’は光パワーモニタ用受光器７３に達する。
【００４０】
光パワーモニタ受光器７１では入力パワーレベルに対応した電気信号を、光スイッチ制御回路７２に出力し、光スイッチ制御回路７２は同電気信号を基に、ループバック用光スイッチ６８の制御を行う。
【００４１】
光パワーモニタ受光器７３では入力パワーレベルに対応した電気信号を、光アンプ制御回路７４に出力し、光アンプ制御回路７４は同電気信号を基に、光アンプ６９の制御を行う。
【００４２】
光挿入用スイッチ５７ｂはファイバ５４ｂ側から送信されてきた信号λ１を通過（スルー）するか、前記ループバック用光スイッチ６８及び光アンプ６９を経由してきた信号λ１あるいはλ１’を挿入（アド）するかを選択するが、ここでは挿入（アド）側が選択されている。従って、前記ループバック用光スイッチ６８及び光アンプ６９を経由してきた信号λ１あるいはλ１’は光挿入用スイッチ５７ｂを経て、光合波器５８ｂに達し、前記光分波器５５ｂから分波された３つの信号光（λ２、λ３、λ４）と合波されて波長多重信号を形成し、光アンプ６０ｂを経て、光ファイバ５４ｂに入射される。
【００４３】
ここで上記構成が、空間伝送路の障害発生時にどのように動作するかを説明する。前述したように光スイッチ制御回路７２は光パワーモニタ用受光器７１で検出したパワーレベルに応じて、前記ループバック用光スイッチ６８を制御する。具体的には図８のシーケンス図に示すような制御を行う。
【００４４】
まず、初期状態としては、ループバック用光スイッチ６８は光カプラ６７側にスイッチされており、ノード２（５２）から送信されてきた信号λ１’がループバック用光スイッチ６８を通過して、光挿入スイッチ５７ｂで波長多重信号に挿入される状態となっている。
【００４５】
ここで、光パワーモニタ用受光器７１で検出したパワーレベルを、ある規定値１と比較する。規定値１は、空間伝送路が断になったと判断するのに相当する値に設定されている。パワーレベルがこの規定値１よりも大きい場合には、ループバック用光スイッチ６８はそのままで、パワーレベルのモニタを継続して行う。しかしながら、パワーレベルが規定値１よりも小さい場合には、ループバック用光スイッチを光カプラ６５側にスイッチし、ノード１（５１）の光分岐用スイッチ５６ａにて分岐された信号λ１を折り返して（ループバックして）、光挿入用スイッチ５７ｂで波長多重信号に挿入する状態へと変化する。つまり、空間伝送路が断となった場合には、ノード１（５１）で分岐（ドロップ）された信号をそのままループバックしてノード１（５１）で挿入（アド）することとなる。
【００４６】
一方、光アンプ制御回路７４は光パワーモニタ用受光器７３からの信号が常に一定となるように光アンプ６９を制御する。つまり、光アンプ６９は出力一定制御が施されている。
【００４７】
ここで、光空間伝送路５３において、気象条件などの影響により損失が増大したとする。すると、前述したように、信号λ１’のパワーレベルが減少するが、しかしながら、光アンプ６９が出力一定に保たれているために、光アンプ６９の出力以降では、気象条件が劣化しても、パワーレベルが一定に保たれる。したがって、信号λ１’が挿入された後の波長多重信号もパワーレベルが一定に保たれ、結果として、信号λ１’のパワーレベルが空間伝送路上で変動したとしても、光アンプ６０ｂの出力において、他の波長（λ２、λ３、λ４）にその影響が及ぶことは阻止される。
【００４８】
また、気象条件がさらに悪化するなどして、光伝送路５３において通信断が発生したとする。するとノード１（５１）の受信光学系６３ｂは信号を受信できずに信号が途絶えてしまう。しかしながら、信号断が発生すると光スイッチ制御回路７２がこれを検知して、ループバック用光スイッチ６８が切り替わり、光分岐スイッチ５６ａから分岐された信号λ１をそのままループバックして、光挿入用スイッチ５７ｂにより挿入することとなる。光挿入用スイッチ５７ｂで挿入される信号λ１のパワーレベルは、光アンプ６９の出力一定制御の働きにより、ループバックが行われる以前に挿入されていた信号λ１’のパワーレベルと同じ値に制御されている。したがって、信号λ１が挿入された後の波長多重信号もパワーレベルが一定に保たれ、結果として、信号λ１’が空間伝送路上で信号断になったとしても、光アンプ６０ｂの出力において、他の波長（λ２、λ３、λ４）にその影響が及ぶことが阻止される。
【００４９】
このように、ループバック用光スイッチ６８、及び光アンプ６９の働きにより、空間伝送路で障害が発生したとしても、信号λ１以外の波長多重信号（λ２、λ３、λ４）への影響を阻止することが可能となる。
【００５０】
再び図８のシーケンス図に議論を戻す。一旦ループバックを実行し、ループバック用スイッチ６８を光カプラ６５側にスイッチした状態になると、今度は光パワーモニタ用受光器７１で検出したパワーレベルを、ある規定値２と比較するようになる。規定値２は、空間伝送路が回復したと判断するのに相当する値に設定されている。規定値１と同じ値に設定することも可能であるし、装置の安定性を考慮して（ヒステリシスを考慮して）規定値１よりも高めの値に設定することも可能である。
【００５１】
パワーレベルがこの規定値２よりも小さい場合には、ループバック用光スイッチ６８はそのまま（ループバックしたまま）で、パワーレベルのモニタを継続して行う。しかしながら、パワーレベルが規定値２よりも大きい場合には、ループバック用光スイッチを光カプラ６７側にスイッチし、ノード２（５２）から空間伝送されてきた信号λ１’を通過させ、光挿入用スイッチ５７ｂで波長多重信号に挿入する状態（初期状態）へと回復する。
【００５２】
図１にあるように、光カプラ６５の一方の出力はループバック用光スイッチ６８に、もう一方の出力は送信光学系６２ａに接続されている。これにより、ノード２（５２）に向けた通信は維持されており、空間伝送路５３における通信断の原因（気象条件の劣化等）が改善されて、回線が復旧した場合には、再び、受信光学系６３ｂに信号λ１’が入力し始めることになる。
【００５３】
したがって、空間伝送路５３の回線が復旧し、受信光学系６３ｂに信号λ１’が入力し始めると、光スイッチ用制御回路７２がこれを検知して、ループバック用光スイッチ６８が空間伝送側にスイッチされ、再び信号λ１’がノード１（５１）で挿入される初期状態に復帰することになる。もちろん、この復旧時のパワーレベル変動も光アンプ６９によって吸収され、他の波長（λ２、λ３、λ４）には影響は及ばない。このように、本発明を適用することによって、信号断が発生した時の影響を阻止するのみならず、信号断が復旧した場合においても、空間伝送路からの信号λ１’を自動的に復旧させることが可能となる。
【００５４】
以上の説明では、光アンプ５９ａ、光アンプ５９ｂ、光アンプ６０ａ、光アンプ６０ｂを光アドドロップ装置の入力直後と出力直前に設置しているが、ネットワーク中の各光アドドロップ装置に入力側光アンプ、あるいは出力側光アンプのいずれか一方が欠けている場合でも、本発明は適用可能である。ネットワーク全体に、波長多重信号を一括増幅する光アンプが少なくとも１つ以上あれば、本発明による効果、つまり、空間伝送路に障害が発生しても、他の信号に影響を与えない効果を得ることが可能である。
【００５５】
また、以上の説明では、光アドドロップ装置の基本構成として、４波長（λ１、λ２、λ３、λ４）を多重した波長多重信号において、上り下り２系統ある回線の一方から１波長（λ１）を分岐して、他方の回線に１波長（λ１’）を挿入する構成を考えたが、光アドドロップ装置の構成はネットワーク構成次第で、様々な形態をとることが考えられる。本発明は、こうした様々な光アドドロップ装置の構成に適応可能である。例えば当然のことながら波長数は４に限定されるものではなく、任意の波長数に適応可能である。分岐挿入される波長の数も任意であり、本実施例で説明してきたλ１とλ１’の処理に関わる構成を波長の数だけ並列に設置することで、任意の分岐挿入数に対応可能である。
【００５６】
また、光分岐スイッチ５６、光挿入スイッチ５７は本実施例では別個の１入力２出力スイッチあるいは２入力１出力スイッチを用いているが、２入力２出力のスイッチを用いることで一体化することも可能である。またスイッチである必然性はなく、光アダプタとパッチケーブルを用いた、回線ボードでも代替可能であるし、ネットワーク構成の変更（分岐と通過の変更、あるいは挿入と通過の変更）が必要なければ、切替の為の機構を設けずに１入力１出力として常に分岐あるいは常に挿入とした構成であっても問題はない。
【００５７】
光アドドロップ装置の基本構成として、図１は一括型の光分波器５５と一括方の光合波器６０を対向させて、各波長ポートを接続する形態を説明した。一括型のこうしたデバイスとしてはアレイ型導波路グレーティング（ＡＷＧ）が有名である。しかしながら、一括型の合分波器を用いた形態のみならず、ファイバブラッググレーティングとサーキュレータの併用、あるいはフィルタ等の、波長選択型３端子素子を用いた光アドドロップ装置でも本発明は適用可能である。
【００５８】
また、上記説明では、上り下り２系統ある回線の一方から１波長（λ１）を分岐して、他方の回線に１波長（λ１’）を挿入する構成を考えたが、同一の一系統の回線において分岐及び挿入するような場合でも本発明は図９に示すような構成により適用可能である。
【００５９】
図９に示す実施例の場合でも動作原理は図１の場合と同様である。つまり、光分岐スイッチ５６から分岐された出力は光カプラ６５で分配され、一方は送信光学系６２ａを経てノード２（５２）へ、もう一方はループバック用光スイッチ６８に接続されている。ノード２からの信号は受信光学系６３ｂを経て、光カプラ６７により分配され、一方は前記ループバック用光スイッチ６８に、もう一方は光パワーレベルモニタ用受光器７１に接続されている。ループバック用光スイッチ６８は、光スイッチ制御回路７２に制御されており、そのシーケンスは図８に示す通りである。ループバック用光スイッチの出力は、光アンプ制御回路７４と光パワーレベルモニタ用受光器７３により出力一定制御された光アンプ６９に入力し、光カプラ７０を経て、光挿入用スイッチ５７によって波長多重信号に挿入される。
【００６０】
本発明を適用しない場合には、アンプ６１の出力において空間伝送路５３における損失変動に応じて、信号光（λ２、λ３、λ４）に出力変動が発生する。しかしながら、ループバック用光スイッチ６８、及び光アンプ６９の働きにより、この出力変動を素子することが可能となる。
【実施例２】
【００６１】
本出願の第２の発明による実施例を図１０に示す。図１０は図１の構成に、ノード３（８１）を加えた構成となっており、また、ノード１（５１）内の光スイッチ制御回路（７２）から、ノード３（８１）内の光送信機８２及び光受信機８３のいずれか一方、あるいはその両方に対して、ループバック実行及び解除の通知手段８４を備えた構成となっている。
【００６２】
ノード３（８１）内の光送信機８２から出力された信号λ１は光挿入スイッチ５７ｃ、光合波器５８ｃを経て、波長多重信号に挿入され、光ファイバ５４ｃに入射される。波長多重信号はノード１（５１）に達すると、光アンプ５９ａで増幅された後、光分波器５５ａで各波長ごとに分波され、そのうち信号λ１は光分岐スイッチ５６ａで分岐される。光分岐スイッチ５６ａから分岐された出力は光カプラ６５で分配され、一方は送信光学系６２ａを経てノード２（５２）へ、もう一方はループバック用光スイッチ６８に接続されている。ノード２からの信号は受信光学系６３ｂを経て、光カプラ６７により分岐され、一方は前記ループバック用光スイッチ６８に、もう一方は光パワーレベルモニタ用受光器７１に接続されている。ループバック用光スイッチ６８は、光スイッチ制御回路７２に制御されている。ループバック用光スイッチ６８の出力は、光アンプ制御回路７４と光パワーレベルモニタ用受光器７３により出力一定制御された光アンプ６９に入力し、光カプラ７０を経て、光挿入用スイッチ５７ｂ、光合波器５８ｂによって波長多重信号に挿入され、ファイバ５４ｂに入射される。ノード３（８１）に達した信号は光分波器５５ｄ、光分岐スイッチ５６ｄで分岐されて光受信機８３に達する。
【００６３】
また、光スイッチ制御回路７２からは、ループバック実行及び解除の通知手段８４がノード３（８１）内の光送信機８２及び光受信機８３のいずれか一方、あるいはその両方に対して、接続されており、光スイッチ制御回路７２は図１１に示すシーケンス図に従って、光スイッチの制御と通知手段８４を用いた通信を行う。
【００６４】
空間伝送路５３で通信断が発生すると、光スイッチ制御回路７２はループバック用光スイッチ７２を光カプラ６５側に切り替えて、分岐された信号λ１をループバックすると同時に、光送信機８２及び光受信機８３のいずれか一方、あるいはその両方に対して、ループバックが実行された旨を通知する。また、空間伝送路５３の通信が復旧すると、光スイッチ制御回路７２はループバック用光スイッチ７２を光カプラ６７側に切り替えて、空間伝送されてきた信号λ１’を挿入するような初期状態にスイッチすると同時に、光送信機８２及び光受信機８３のいずれか一方、あるいはその両方に対して、ループバックが解除された旨を通知する。
【００６５】
ループバック実行及び解除の通知手段８４が無い場合、ノード３（８１）の光受信機８３は、通常の状態では信号λ１’を検出していたところに、空間伝送路での信号断発生、ループバック実行と同時に、光送信機８２からの信号λ１を検出するようになり、光受信機８３の設計次第、あるいは光送信機８２や光受信機８３に接続されているネットワークのプロトコル次第では、ループ発生にともなうトラブルが発生する可能性がある。しかしながら、このループバック実行及び解除の通知手段８４によって、ノード１（５１）におけるループバックの実行と解除をノード３（８１）の光送信機８２及び光受信機８３のいずれか一方、あるいはその両方に伝えることにより、パワー変動にともなう物理レイヤ上のトラブル（他の波長多重信号への影響）を回避すると同時に、上位レイヤ上で発生するトラブル（ネットワーク上の論理的ループの発生に伴う影響）をも回避することが可能となる。
【００６６】
こうしたループバック実行および解除の通知手段８４としては、図１２に示すように、装置の監視信号中にこの通知信号を多重することが考えられる。図１２においてはノード１（５１）に監視信号送受信器８５ａが、ノード３（８１）に監視信号送受信器８５ｂが設置され、両者は監視信号通信路８６で接続されている。一般に光アドドロップ装置や光アンプ装置（光中継装置）には、メインのデータ回線とは別に、装置監視専用のこうした通信路が設けられている。こうした監視信号の一部の帯域に、このループバック実行および解除の通知信号を多重することにより、装置間の通知が容易に実現され、あとは送信機８２あるいは受信機８３のいずれか一方あるいはその両方を監視信号送受信機８５ｂに接続することにより、ループバックの実行あるいは解除が通知可能となる。
【００６７】
図１２では監視信号路８６として、監視信号専用のファイバや電気ケーブル等を敷設したイメージで表しているが、監視信号路８６が物理的に独立している必要はなく、主信号光に監視信号光を多重する方式でも実現可能である。実際に、長距離伝送装置であれば、専用の監視信号光を主信号にさらに波長多重することが多い。この監視信号光としては波長多重信号の帯域外の波長（例えば１５００ｎｍや１５１０ｎｍ近傍の光）が用いられる。また、イーサネット（登録商標）機器やＩＰ機器であれば、監視信号（プロトコルとして例えばＳＮＭＰ：Ｓｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等をメインの信号とパケット多重する方式が多用される。このように主信号に対して波長多重された信号や、主信号に対して時間多重あるいはパケット多重された監視信号を用いてループバック実行あるいは解除を通知することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本出願の第一の発明における実施例を示す図。
【図２】光空間伝送装置の構成例を示す図。
【図３】光アドドロップ装置の構成例を示す図。
【図４】光アドドロップ装置を用いたネットワークの構成例を示す図。
【図５】光アドドロップ装置と光空間伝送装置の結合例１を示す図。
【図６】光アドドロップ装置と光空間伝送装置の結合例２を示す図。
【図７】波長多重用光アンプでの出力変動を説明する図。
【図８】本出願の第一の発明におけるシーケンス図。
【図９】本出願の第一の発明における別の実施例を示す図。
【図１０】本出願の第二の発明における実施例を示す図。
【図１１】本出願の第二の発明におけるシーケンス図。
【図１２】本出願の第二の発明における別の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１,２…光空間伝送装置、
３…空間伝送路、
４ａ,４ｂ…光無線送信機、
５ａ,５ｂ…送信光学系、
６ａ,６ｂ…受信光学系、
７ａ,７ｂ…光無線受信機、
１１…光アドドロップ装置、
１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ…光分波器、
１３,１３ａ,１３ｂ,１３ｃ,１３ｄ…光分岐スイッチ、
１４,１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄ…光挿入スイッチ、
１５,１５ａ,１５ｂ,１５ｃ,１５ｄ…光合波器、
１６,１６ａ,１６ｂ…光送信機、
１７,１７ａ,１７ｂ…光受信機、
１８,１８ａ,１８ｂ…光アンプ、
１９,１９ａ,１９ｂ…光アンプ、
２１…光アドドロップ装置（ノードＡ）、
２２…光アドドロップ装置（ノードＢ）、
２３,２３ａ,２３ｂ,２３ｃ,２３ｄ,２２ｅ,２３ｆ…光ファイバ、
２４…光アドドロップ装置（ノードＡ）、
２５…光空間伝送装置（ノードＣ）、
２６…光アドドロップ装置（ノードＡ）、
２７…光空間伝送装置（ノードＣ）、
５１…光アドドロップ装置（ノード１）、
５２…光空間伝送装置（ノード２）、
５３…光空間伝送路、
５４,５４ａ,５４ｂ,５４ｃ,５４ｄ…光ファイバ、
５５,５５ａ,５５ｂ,５５ｃ,５５ｄ…光合波器、
５６,５６ａ,５６ｂ,５６ｃ,５６ｄ…光分岐スイッチ、
５７,５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄ…光挿入スイッチ、
５８,５８ａ,５８ｂ,５８ｃ,５８ｄ…光分波器、
５９,５９ａ,５９ｂ…光アンプ、
６０,６０ａ,６０ｂ…光アンプ、
６１,６１ａ,６１ｂ…光無線送信機、
６２,６２ａ,６２ｂ…送信光学系、
６３,６３ａ,６３ｂ…受信光学系、
６４,６４ａ,６４ｂ…光無線受信機、
６５…光カプラ、
６６…ループバック用光線路、
６７…光カプラ、
６８…ループバック用光スイッチ、
６９…光アンプ、
７０…光カプラ、
７１…光パワーモニタ用受光器、
７２…光スイッチ制御回路、
７３…光パワーモニタ用受光器
７４…光アンプ制御回路、
８１…ノードＣ、
８２…光送信機、
８３…光受信機、
８４…ループバック実行及び解除の通知手段、
８５ａ,８５ｂ…監視信号送受信機、
８６…監視信号通信路。
【図１】
2006180417.tif 000003
【図２】
2006180417.tif 000004
【図３】
2006180417.tif 000005
【図４】
2006180417.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006180417.tif 000010
【図９】
2006180417.tif 000011
【図１０】
2006180417.tif 000012
【図１１】
2006180417.tif 000013
【図１２】
2006180417.tif 000014