(57)【要約】【課題】  ＯＳＣ回線の長距離化と高パワーレーザー光への安全性を両立する。【解決手段】  監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信手段と、監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信手段と、監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御手段とを含み、ＯＳＣ制御手段が、監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、通常通信モードではレーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御することを特徴とする光伝送装置１０を提供する。【選択図】  図１
2011147086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主信号と監視チャネル(OSC:Optical
Supervisory Channel)を混ぜて伝送する光伝送装置であって、
監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信手段と、
前記監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信手段と、
前記監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御手段とを含み、
前記ＯＳＣ制御手段が、
前記監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、
前記接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、
前記通常通信モードでは前記レーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記ＯＳＣ制御手段が、
前記接続確認モードにおいては、受信側の感度が前記通常通信モードよりも高くなるように通信方式を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記ＯＳＣ制御手段が、
前記接続確認モードにおいて、伝送レートを下げ、ビットレートを遅くして、前記ＯＳＣ受信手段のローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記ＯＳＣ制御手段が、
送信パルスの幅をシンボル幅に比べて１／２未満に狭めて、前記ＯＳＣ受信手段のローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記ＯＳＣ制御手段が、
前記接続確認モードにおいて、相手側と互いに相関の小さなランダムパターンを拡散符号とした符号化を行って、受信側で相関を測って元の信号を復元しながら伝送するよう制御することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の光伝送装置。
【請求項６】
同期検波手段を備え、
前記ＯＳＣ制御手段が、
前記接続確認モードにおいて、送信側では信号を通常の通信状態よりも低い伝送レートで送出し、受信側では、前記同期検波手段で同期検波することで高感度に検知して信号を伝送するよう制御し、
前記同期検波手段は、
前記ＯＳＣ送信手段の送信クロックとは周波数は一致するが位相は無相関なサンプリングクロックで受信波形を測定し、符号パターン長に相当するメモリに測定値を積算して、符号パターンの特徴を見いだすことで送信符号を推定することを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に記載の光伝送装置。
【請求項７】
前記接続確認モードでの接続確認を行い、次いで前記通常通信モードの再開通をし、その後、主信号の再開通をすることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光伝送装置。
【請求項８】
前記接続確認モードで伝達する情報を予め定めておき、当該情報の伝達を優先にすることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の光伝送装置。
【請求項９】
主信号と監視チャネル(OSC:Optical
Supervisory Channel)を混ぜて伝送する光伝送装置による通信自動制御方法であって、
監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信ステップと、
前記監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信ステップと、
前記監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御ステップとを含み、
前記ＯＳＣ制御ステップが、
前記監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、
前記接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、
前記通常通信モードでは前記レーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御することを特徴とする通信自動制御方法。
【請求項１０】
主信号と監視チャネル(OSC:Optical
Supervisory Channel)を混ぜて伝送する光伝送装置上で実行されるプログラムであって、
前記光伝送装置に、
監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信処理と、
前記監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信処理と、
前記監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御処理とを実行させ、
前記ＯＳＣ制御処理が、
前記監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、
前記接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、
前記通常通信モードでは前記レーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおける通信自動制御に関し、特にＡＰＲ機能において通常時と伝送路障害時でＯＳＣ信号の送出パワーを切り替える光伝送装置、通信自動制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（レーザー安全基準）
高いパワーを持つレーザー光は、人体の特に目への損傷を引き起こす恐れがあるため、安全基準が設けられている。具体的には、国際電気標準会議（ＩＥＣ）のＩＥＣ６０８２５−１が世界的に拠り所としている基準である。
【０００３】
レーザー光の安全基準は、様々な条件、パラメータによって複雑多岐に分かれて決められているので、以下、本発明に関連するシングルモード光ファイバを伝送媒体とする１．５５ｕｍ帯の光伝送装置に限定して、その基準の概要を振り返る。
【０００４】
光ファイバの端面から光が放射され続けても問題がない範囲と見なされているのはクラス１（１０ｍＷ）であり、クラス１以上の光パワー値になると何らかの保護策が求められる。仮に、光パワーが光ファイバ内に閉じ込められていて、自由な放射状態になることが決してないならば、ここで述べている安全基準の議論の範囲外であるが、実際には、光伝送装置は一般にクラス１以上の光パワーを扱っているため、保護策は重要な課題である。
【０００５】
（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ＡＰＲ））
光伝送装置において、クラス１以上の光パワーを扱っていも、光パワーが光伝送装置内、若しくは光ファイバ内に閉じている限り問題はないが、光ファイバの切断、コネクタ接続の外れ、などのアクシデントで自由放射状態になる可能性がある箇所で、クラス１以上の高パワーを通過させる場合には、接続断を検知して、送出を停止するか、クラス１以下のパワーまで送出レベルを下げる、などの仕組みが求められる。
【０００６】
上述したような仕組みとして、接続断を検知して送出パワーを安全なレベルまで低下させる、ＡＰＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）と呼ぶ自動制御が広く用いられている。
【０００７】
ＡＰＲを用いた自動制御においては、伝送線路の接続が回復したときに通信システムを自動的に通常状態に復帰させる機能も備えるのが通例である。該機能の実現のため、該自動制御においては、全ての送信信号を完全に停止するのではなく、接続回復の検知のために、安全上問題がないレベルの十分低い時間平均パワーの信号を送出し続ける必要がある。このような技術は、光伝送システムが標準的に備えるべき機能として、非特許文献１にて、勧告されているものである。
【０００８】
非特許文献１では、自動復旧方法として、ＯＡＣ（ｏｐｔｉｃａｌ  ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ｃｈａｎｎｅｌ）という、「光ファイバが物理的に切れた状態では断となるが、正常運用時にも危険なパワーレベルを必要としない光信号」を用いる方法が推奨されている。
【０００９】
またＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ）がＯＡＣの実施形態の一つとなりえることが開示されている。このＯＳＣは回線が物理的に切れた状態でもＡＰＲで低下された送出パワーの範囲内で常に信号が送出され続け、回線断が修復されたことを検知可能とするものである。修復を検知したら、ＡＰＲ状態の解除、すなわち主信号送信を再開することで、自動復旧を実現するものである。
【００１０】
上記のようなＡＰＲ機能を用いた既存の双方向の光通信システムでは、通常は主信号と監視チャネル（ＯＳＣ回線）の両方を混ぜて伝送しており、該伝送の合計送信パワーの時間平均値は、通常はレーザー安全基準の自由放射上限（１０ｍＷ  ａｔ  １．５５ｕｍ帯）を越えているものであって、さらに、受信側で通信の途絶を検知すると、監視チャネルを通じて上流側の送信パワーの時間平均値を安全基準の自由放射制限内に抑えるように制御するとともに、その許容されるパワーの範囲内で通信回復を検知するための信号を送出し続け、回線回復作業によって接続が復旧したことを受信側が検知すると、監視チャネルを通じて上流側の送信パワーの時間平均値を通常レベルまで上げて通信全体を自動的に回復させる仕組みを持っている。
【００１１】
しかし、上述の関連技術においては、局間距離が極端に長いなどの理由により、局間の伝送損失（信号の減衰量）が極めて大きいケースがある。このような難しい伝送区間を克服するために、光通信システムは、光アンプを導入してきた。そして、さらに大きな損失を伝送可能とするために、光アンプの利得を高くして対応してきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２８６７９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２２８６３９号公報
【特許文献３】特開２０００−２４４４１０号公報
【特許文献４】特開２００７−０１９６７７号公報
【特許文献５】特開平１１−２７５０１４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｇ．６６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
光アンプ導入による性能は向上したが、一方で、監視チャネル（ＯＳＣ回線）の到達限界が局間の許容損失を制約してしまうという課題が現れるようになった。すなわち、ＯＳＣ回線は、自動復帰の目的のために、回線断時も信号を送出し続る必要があり、そのため送出パワーは自由放射が許容されるパワーの範囲内に制限されるためである。ＯＳＣ回線の情報伝送レートは主信号に比べてずっと低いため、必要な受信パワーも主信号に比べてずっと低くて良く、そのために光アンプ導入前の関連技術においては送出パワーの低さは問題とはならなかったのである。
【００１５】
上記のような状態で、ＯＳＣ回線の到達距離を広げるために、ＯＳＣ信号の送出パワーを光アンプで高くすると、回線断時には自由放出時の安全送出レベルまで送出パワーを下げざるをえず、そのために回線が復旧してもＯＳＣ信号が受信できず、自動復帰できないという課題がある。
【００１６】
また、ＯＳＣ信号の情報量が増えた場合、通常状態のＯＳＣ信号の送出パワーが安全基準を超えてしまうことがあるという問題もある。そのような場合、ＯＳＣ信号の送出パワーは安全送出レベルまで送出パワーを下げざるをえないため、回線が復旧してもＯＳＣ信号が受信できず、自動復帰できなくなるという課題もある。
【００１７】
（発明の目的）
本発明の目的は、上述した課題を解決し、ＯＳＣ回線の長距離化と高パワーレーザー光への安全性を両立する光伝送装置、通信自動制御方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の光伝送装置は、主信号と監視チャネルを混ぜて伝送する光伝送装置であって、監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信手段と、監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信手段と、監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御手段とを含み、ＯＳＣ制御手段が、監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、通常通信モードではレーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御する。
【００１９】
本発明の第１の通信自動制御方法は、主信号と監視チャネルを混ぜて伝送する光伝送装置による通信自動制御方法であって、監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信ステップと、監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信ステップと、監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御ステップとを含み、ＯＳＣ制御ステップが、監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、通常通信モードではレーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御する。
【００２０】
本発明の第１のプログラムは、主信号と監視チャネルを混ぜて伝送する光伝送装置上で実行されるプログラムであって、光伝送装置に、監視チャネルの信号を送信するＯＳＣ送信処理と、監視チャネルの信号を受信するＯＳＣ受信処理と、監視チャネルの制御を行うＯＳＣ制御処理とを実行させ、ＯＳＣ制御処理が、監視チャネルの送出パワーの時間平均値として、通常通信モードと接続確認モードの少なくとも２つのモードを備え、接続確認モードではレーザー安全基準の上限パワー値よりも低い時間平均パワーで信号を送出するよう制御し、通常通信モードではレーザー安全基準の上限パワー値を越える時間平均パワーで信号を送出するよう制御する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば通常通信時はＯＳＣ信号をハイパワー（安全基準以上）で送出し、伝送路障害時はＯＳＣ信号の送出パワーを安全基準以下にパワーダウンさせることにより、ＯＳＣ回線の長距離化と高パワーレーザー光への安全性を両立することができる。
【００２２】
これにより、これまで局間の伝送損失（信号の減衰量）が極めて大きくＯＳＣ回線の通信が困難であった場合であっても、ＯＳＣ回線の通信を実現し、かつ、伝送路障害時には自動的に安全基準以下までパワーを下げつつ、接続回復を検知して自動復帰することを可能にして、局間距離のさらなる延長を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の本実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図７】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図８】第１の実施の形態における光伝送装置を適用した光伝送システムの構成及び動作を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるスライディング型相関検出器の構成例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における整合フィルタ型相関検出器の構成例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における相関検出器のメモリストアの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
一般に、光受信器の感度は、その周波数帯域が狭いほど高感度になる。その理由は、周波数的に広く分布しているノイズを切り落とせるからである。その一方で、周波数帯域を狭めると、伝送レートが低く制限されてしまうという副作用がある。
【００２６】
本実施の形態では、上記特徴を、通常の通信状態に入る前に、接続の確認をしあうＯＳＣ送受信器に応用する。
【００２７】
図１は、本実施の形態による光伝送装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１を参照すると、光伝送装置１０は、光アンプ２０と、ＯＳＣ盤３０とを備える。
【００２９】
光アンプ２０は、主信号及びＯＳＣ信号の増幅を行う機能を有する。また、光アンプ２０の内部には、主信号の受信モニタ２１（図中の”Ｒ”）が備わっており、そのモニタ出力は制御部３３−１又は３３−２に伝わっている。なお、光アンプ２０は、既存の光アンプを用いることもでき、本発明の本質には関わらないため、その詳細については省略する。
【００３０】
ＯＳＣ盤３０は、ＯＳＣ信号を受信するＯＳＣ受信器３１−１及び３１−２と、ＯＳＣ信号を送信するＯＳＣ送信器３２−１，３２−２と、制御部３３−１，３３−２を備える。なお、図中のＴｘ，Ｒｘはそれぞれ送信器，受信器を示すものである。ここで、各ＯＳＣ受信器（３１−１又は３１−２）、ＯＳＣ送信器（３２−１又は３２−２）、制御部（３３−１又は３３−２）はそれぞれ同様の構成及び機能であり、以下、それぞれ総称するときはＯＳＣ受信器３１、ＯＳＣ送信器３２、制御部３３と称する。
【００３１】
ＯＳＣ受信器３１には、ＯＳＣ信号を受け渡しする接続に加えて、受信モードを切り替えたりするための制御線３４が制御部３３から接続されている。
【００３２】
ＯＳＣ送信器３２には、ＯＳＣ信号を受け渡しする接続に加えて、送信パワーを増減するための制御線３４が制御部３３から接続されている。
【００３３】
なお、ＯＳＣ送信器３２の符号を変えたり、ＯＳＣ受信器３１の受信帯域を可変にするのが大変であれば、ＯＳＣ送信器３２及びＯＳＣ受信器３１を２系統用意して必要に応じて切り換えても良い。
【００３４】
制御部３３は、光アンプ２０の送出を制御する信号を出力する機能を有する。制御部３３は、ＯＳＣ受信器３１と受信モニタ２１の両方が“受信信号あり”と検知したとき、光アンプ２０を出力可に設定する。なお、本実施の形態においては制御部を２つ備える構成としたが、これに限定されず、１つであってもよい。
【００３５】
なお、制御部３３は、一度光アンプ２０が出力した後に、ＯＳＣ受信器３１のみ“受信信号なし”になった場合は、前値保持で運用を続けるが、本発明には関係しないため、説明を省略する。
【００３６】
また、制御部３３は、ＯＳＣ回線のモードを切り替える機能を有する。ＯＳＣ回線のモードは、通常通信モードと接続確認モードがあり、制御部３３は、伝送路障害時に、当該モードを通常通信モードから接続確認モードに切り替え、障害復旧時に、モードを接続確認モードから通常通信モードに切り替える。
【００３７】
通常通信モードでは、制御部３３は、ＯＳＣ送信器３２の送出パワーを、レーザー安全基準の上限値を越える時間平均パワーにし、ＯＳＣ信号を送出する。
【００３８】
接続確認モードでは、制御部３３は、ＯＳＣ送信器３２の送出パワーをレーザー安全基準の上限パワー値（安全基準値）よりも低い時間平均パワーにし、ＯＳＣ信号を送出し、また、ＯＳＣ受信器３１の受信帯域（受信感度）を、安全基準値以下となった当該ＯＳＣ信号を受信可能なレベルまで狭める。安全基準値は、具体的には（１０ｍＷ  ａｔ  １．５５ｕｍ帯）である。
【００３９】
なお、光伝送装置１０は、接続確認信号（接続確認モードにおけるＯＳＣ信号）を検知したら、接続確認信号の送信側に対し、接続確認信号を検知した旨を伝え、双方向リンクの確立を確認する必要がある。双方向リンクの確立の確認の流れについては本発明の第２の実施の形態において後述する。
【００４０】
（第１の実施の形態の動作の説明）
次に、図面を参照して、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００４１】
（ＯＳＣ回線の動作の説明）
まず、本実施の形態における接続確認モードの動作について、詳細に説明する。例として、局間ロスが５０ｄＢの光伝送システムを考える。
【００４２】
ＯＳＣ送信器３２の送出パワーは、通常通信モードでは、光アンプをして＋１６ｄＢｍでＯＳＣ信号を送出する。情報伝送レートおよび符号は１５５Ｍｂ／ｓのＮＲＺ符号で、受信帯域が１１０ＭＨｚ，許容最小受信パワーは−４０ｄＢｍである。送出パワーが＋１６ｄＢｍであるので、ロスバジェットは５６ｄＢとなり、５０ｄＢのリンクロスを十分許容できる。
【００４３】
接続確認モードでは、ＯＳＣ送信器３２の送出パワーは１０ｄＢｍ以下にする必要があり、ここでは＋６ｄＢｍで送出する。情報伝送レートは４Ｍｂ／ｓ，受信帯域は３．５ＭＨｚ，許容最小受光パワーは−５０ｄＢｍである。送出パワーが＋６ｄＢｍであってもロスバジェットは５６ｄＢであり、十分受信できる。さらに、短パルスで送信すれば、受信帯域をさらに２ＭＨｚ程度まで絞り込むことも可能であり、さらに最小受光パワーを下げられる可能性がある。
【００４４】
本実施の形態では、通常通信モードでは、送信側は、高速な情報伝送レートを実現するために高いパワーでＯＳＣ信号を送出して、受信側は、広帯域な受信器で受信する。
【００４５】
これに対して、接続確認モードでは、送出パワーを安全基準値以下に下げねばならないため、送信側では、伝送レートを低速にしてＯＳＣ信号を送信し、同時に、受信側では、受信帯域を狭くして低パワーでも受信可能なようにしてＯＳＣ信号を受信する。加えて、送信側で、伝送レートを下げると同時にパルス占有率を下げて送出すれば、さらに受信帯域（ローパスフィルタ帯域）を狭めることができ、さらに必要な受信パワーを下げることができる。
【００４６】
また、さらに送信パルスの幅をシンボル幅に比べて相当に（１／２未満）に狭めれば、受信器の受信帯域（ローパスフィルタ帯域）をさらに狭くすることができる。なお、短パルス化しても時間平均パワーは高めないことに留意する必要がある。
【００４７】
（第１の実施の形態による効果）
次に本実施の形態の効果について説明する。
【００４８】
本実施の形態によれば、通常時の信号監視モードではハイパワーのＯＳＣ信号を送出することができ、ＯＳＣ回線の長距離が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、伝送路障害時は、受信側で受信帯域を狭くして低パワーでも受信可能なようにすることにより、送信側では伝送レートを低速にすることができるため、伝送路障害時のＯＳＣ信号の送出パワーを規制値以下に下げる事が可能となる。
【００５０】
また、送信側で、伝送レートを下げると同時にパルス占有率を下げて送出すれば、受信側ではさらに受信帯域を狭めることができ、さらに必要な受信パワーを下げることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５２】
第１の実施の形態で述べた、受信帯域を狭めて高感度化を図る方法には限界があり、ある程度以上に狭めても受信感度が改善しにくくなる。そこで、本実施の形態では、第１の実施の形態にロックイン検波あるいは同期検波の手法を導入する。
【００５３】
同期検波は、送信側では短パルスからなる信号を通常の通信状態よりも低い伝送レートで送出し、受信側では、内部の発振器で同期検波（ロックイン検波）することで高感度に検知して信号を伝送する手法である。同期検波では、ＯＳＣ送信器３２の送信クロックとは周波数はほぼ一致するが位相は無相関なサンプリングクロックで受信波形を測定し、符号パターン長に相当するメモリに測定値を積算して、符号パターンの特徴を見いだすことで送信符号を推定する。
【００５４】
通常、ロックイン検波あるいは同期検波には、送受信器間で周波数が同期した発振器が必要であるが、離れた２地点であるためそのような発振器を得ることは容易でない。そこで、周波数が十分低ければ、符号長に比べて周波数としては十分安定な発振器が安価に入手できることから、その位相を同定することを考える。そのために受信側では相関検出器（コリレーター）を用いる。
【００５５】
相関検出器として一般によく知られた構成には、図９にあるようなスライディング型や、図１０にあるような整合フィルタ型がある。
【００５６】
（第２の実施の形態の動作の説明）
【００５７】
次に、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００５８】
本実施の形態の接続確認モードでは、伝送レートは低くて構わないので、次のような実現法がある。
【００５９】
相関検出器は、受信信号をＡＤ変換し、メモリにストアしていく。メモリは送信パターンの１符合に含まれるビット数、もしくはその数倍程度のビット数のビン（ｂｉｎ）を持ち、順に積算ストアしていく。実際のストアに際しては、以前の値との移動平均を取るようにしてストアしていく。その様子を図１１（ａ），（ｂ）に示す。
【００６０】
図１１に示すメモリは右端と左端が輪のようにつながっている。図２は説明の簡単化のために符号パターンの切れ目で描いているが、実際には符号パターンを検出するまで符号の切れ目は認識できていない。しかし、積算ストアしつづけることによって符号パターンを見つけ出せるようになる。
【００６１】
ここでは４ｂｉｔの符号、”１１００”と”１０１０”の２つの符号を繰り返し送信し、予め決められた周期でそれらを交番することで、信号の存在をさらに確実に検知するようにしている。
【００６２】
符号パターン長の中でのビンの位置がロックイン検波に相当する作用をもたらす。送信パルスがあるビンと、パルスが無いビンで比較すると、平均化処理により、パルスがあるビンの周囲に有意な相関ピークが現れ、それにより符号パターンの位相を検知する。このようにして、ノイズに埋もれてしまっている信号をも検知することができる。
【００６３】
測定周期を符号パターン周期の数倍で取り、かつ積算サンプル数を十分多くすれば、左右のビンに漏れ出て誤カウントになる可能性を低減できるので、送受信器にある発振器の位相ノイズに対する耐力を増すことができる。
【００６４】
２つの符合の交番時間よりも長く移動平均を取ると、符号パターンにより動くビット（図１１のｂ２，ｂ３）のビンの高さは、恒常的に存在するビット（図１１のｂ１）のビンの高さに比べて半分になる。そのため予め決められている符合交番周期でビンの積算値をゼロに初期化する工夫を入れてもよい。この場合、符号交番周期の位相が送受で一致すると、符号パターンにより動くビットと恒常的に存在するビットのビンの高さが一致する方向となるので、受信機ではそれを目安に最適なビン初期化タイミングを見つけ出すことができる。この最適初期化タイミングの探索は、山登り法のような１つの探索で行ってもよいし、データを複数の探索器に複写して、異なる初期化タイミングで初期化した結果を並列に比較することで探索してもよい。たとえば交番周期の１／１０づつ初期化タイミングをずらした１０個の探索器を並べる。並列化した分だけ探索時間を短縮できる。
【００６５】
また、２つの符合の交番時間よりも長く移動平均を取ると、送信符号とは無関係なノイズが、恒常的に存在しないビット（図１１のｂ４）のビンの高さとして見えてくるので、同期を検出する閾値をノイズの量に応じて最適化する工夫も可能である。つまりビンの積算値のうち、ノイズ分を差し引いた残りが有効な相関データと考える。これによりノイズが少ない場合は短時間の積算で同期と判断できるので同期時間が短縮でき、逆にノイズが多ければ積算時間を長めとしてビン積算値が十分高くなるまで待つことで、同期時間は長くなるが誤検知を低減できる。
【００６６】
このような演算処理は低速でよいので、特別なハードウェアを用意せずとも、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)のプログラム的な実装形態で実現できる。
【００６７】
このように相関処理（ロックイン検波）のためには、多数回の繰り返しデータを受信する処理が必要である。接続確認モードであるから、そのような送信が可能である。
【００６８】
接続確認信号を検知したら、送信側にそのことを伝え、双方向リンクの確立を確認する必要がある。その様子は後述のリンク確立プロシージャの説明で述べる。
【００６９】
（リンク確立プロシージャ）
次に、図２〜図８を用いて、双方向リンクの確立の確認の流れについて説明する。図２〜図８は、本実施の形態による光伝送装置を適用した光伝送システムの動作を示す図である。なお、図２〜図８は構成については同様であり、同様な構成要素には同様の符号を付し，適宜説明を省略する。
【００７０】
まず、図２は、正常運用時を示す。なお、ＯＳＣ送信器３２−２、３２−３は、それぞれ光アンプ２０−１，２０−４により、安全基準値を超えるパワーで送信している（図中”Ｎ”）。
【００７１】
図３は、回線断時を示す。図３では、ＷｅｓｔからＥａｓｔ，ＥａｓｔからＷｅｓｔの両回線とも断線している。ＯＳＣ送信器３２−２，３２−３は、安全基準値以下のパワーで、内部の自走発振器に基づく接続確認信号を送出している（図中”Ｓ１，ｆ”）。ここで、”Ｓ”は接続確認信号を、”ｆ”は自走（ｆｒｅｅ  ｒｕｎｎｉｎｇ）発振器に基づいたものであることを示す。
【００７２】
以降、保守者により接続が回復されたあとの動作を時系列で示す。
【００７３】
図４は、片方向（本図ではＥａｓｔからＷｅｓｔ）の接続が回復した場合を示す。ＯＳＣ受信器３１−２がＯＳＣ送信器３２−３からの接続確認信号（Ｓ１，ｆ）を検知し、その信号クロックに同期した接続確認信号をＯＳＣ送信器３２−２が送出している（図中”Ｓ１，ｓ”）。ここで、”ｓ”は受信信号に同期した（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ）ものであることを示す。
【００７４】
次いで、図５は、両方向とも接続が回復した場合を示す。ＯＳＣ受信器３１−３が接続確認信号（Ｓ１，ｓ）を検知し、ＯＳＣ送信器３２−３が、先ほどのＳ１，ｆとはパターン（位相でも可）の異なるＳ２，ｆ信号を送出している。
【００７５】
次いで、図６は、ＯＳＣ受信器３１−２が接続確認信号（Ｓ２，ｆ）を検知したことから、Ａ局側はＯＳＣ回線が双方向とも復旧したことを知るとともに、ＯＳＣ送信器３２−２が、接続確認信号をＳ２，ｓ信号に切り換えて送信する。これを受信器３１−３が検知して、Ｂ局側もＯＳＣ回線が双方向とも復旧したことを知る。
【００７６】
次いで、図７は、ＯＳＣ回線の復旧により、まず、ＯＳＣ通信が通常に戻った様子を示している。
【００７７】
次いで、図８は、回線の復旧により、主信号通信も通常に戻った様子を示している。
【００７８】
なお、リンク確立プロシージャの各ステップにおいて、もし、途中で次のステップに進めなかった場合は、一定時間待った後に、再度同じステップを行う。
【００７９】
上述したように、本実施の形態では、まずＯＳＣ接続確認モードでの接続確認を行い、次いでＯＳＣ通常モードの再開通をし、その後、主信号の再開通をしている点に特徴がある。
【００８０】
また、接続確認モードでは、通常通信モードに比べて情報転送レートが低くなるため、接続確認モードで伝達する情報を予め定めておき、その情報伝達を優先にすることが望ましい。
【００８１】
（第２の実施の形態による効果）
次に本実施の形態の効果について説明する。
【００８２】
本実施の形態によれば、接続確認モードにおいて、送信側では短パルスからなる信号を通常の通信状態よりも低い伝送レートで送出し、受信側では、内部の発振器で同期検波（ロックイン検波）することで高感度に検知して信号を伝送することができるため、第１の実施の形態に比べ、より低い時間平均受光パワーでも受信できるようになる。
【００８３】
なお、変形例として、接続確認用のＯＳＣ送受信器と通常用のＯＳＣ送受信器が、物理的に分離していて、波長多重により同時に伝送可能な構成とし、ＯＳＣのモードを切り換えるのではなく、接続確認用のＯＳＣ送信器は常に送信していて、通常用ＯＳＣの送信器は必要に応じて送信を停止／再開させる、という構成でもよい。
【００８４】
また、接続確認モードにおいて、より低い時間平均受光パワーでも受信できるようにする他の手法として、スペクトル拡散も考えられる。
【００８５】
スペクトル拡散は、実質の伝送レートは下がるが、ビットレートは通常通信モードから変えずに、送信側と受信側で互いに相関の小さなランダムパターンを拡散符号とした符号化を行って、受信側で相関を測って元の信号を復元しながら伝送する手法である。
【００８６】
また、ＯＳＣと主信号の伝送向きは、同方向と逆方向の両方の形態がある。本実施例では同方向の場合で説明したが、逆方向の場合も同じ仕組みが成り立ち、本発明が効果を持つことは言うまでもない。
【００８７】
以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００８８】
（付記１）
前記ＯＳＣ制御ステップが、
前記接続確認モードにおいては、受信側の感度が前記通常通信モードよりも高くなるように通信方式を切り換えることを特徴とする請求項９に記載の通信自動制御方法。
【００８９】
（付記２）
前記ＯＳＣ制御ステップが、
前記接続確認モードにおいて、伝送レートを下げ、ビットレートを遅くして、前記ＯＳＣ受信ステップのローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする付記１に記載の通信自動制御方法。
【００９０】
（付記３）
前記ＯＳＣ制御ステップが、
送信パルスの幅をシンボル幅に比べて１／２未満に狭めて、前記ＯＳＣ受信ステップのローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする付記１又は付記２に記載の通信自動制御方法。
【００９１】
（付記４）
前記ＯＳＣ制御ステップが、
前記接続確認モードにおいて、相手側と互いに相関の小さなランダムパターンを拡散符号とした符号化を行って、受信側で相関を測って元の信号を復元しながら伝送するよう制御することを特徴とする付記１から付記３の何れか１項に記載の通信自動制御方法。
【００９２】
（付記５）
同期検波ステップを備え、
前記ＯＳＣ制御ステップが、
前記接続確認モードにおいて、送信側では信号を通常の通信状態よりも低い伝送レートで送出し、受信側では、前記同期検波ステップで同期検波することで高感度に検知して信号を伝送するよう制御し、
前記同期検波ステップは、
前記ＯＳＣ送信ステップの送信クロックとは周波数は一致するが位相は無相関なサンプリングクロックで受信波形を測定し、符号パターン長に相当するメモリに測定値を積算して、符号パターンの特徴を見いだすことで送信符号を推定することを特徴とする付記１から付記４の何れか１項に記載の通信自動制御方法。
【００９３】
（付記６）
前記接続確認モードでの接続確認を行い、次いで前記通常通信モードの再開通をし、その後、主信号の再開通をすることを特徴とする請求項９から付記５の何れか１項に記載の通信自動制御方法。
【００９４】
（付記７）
前記接続確認モードで伝達する情報を予め定めておき、当該情報の伝達を優先にすることを特徴とする請求項９から付記６の何れか１項に記載の通信自動制御方法。
【００９５】
（付記８）
前記ＯＳＣ制御処理が、
前記接続確認モードにおいては、受信側の感度が前記通常通信モードよりも高くなるように通信方式を切り換えることを特徴とする付記１０に記載のプログラム。
【００９６】
（付記９）
前記ＯＳＣ制御処理が、
前記接続確認モードにおいて、伝送レートを下げ、ビットレートを遅くして、前記ＯＳＣ受信処理のローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする付記８に記載のプログラム。
【００９７】
（付記１０）
前記ＯＳＣ制御処理が、
送信パルスの幅をシンボル幅に比べて１／２未満に狭めて、前記ＯＳＣ受信処理のローパスフィルタ帯域を狭くすることを特徴とする付記８又は付記９に記載のプログラム。
【００９８】
（付記１１）
前記ＯＳＣ制御処理が、
前記接続確認モードにおいて、相手側と互いに相関の小さなランダムパターンを拡散符号とした符号化を行って、受信側で相関を測って元の信号を復元しながら伝送するよう制御することを特徴とする付記８から付記１０の何れか１項に記載のプログラム。
【００９９】
（付記１２）
前記ＯＳＣ制御処理が、
前記接続確認モードにおいて、送信側では信号を通常の通信状態よりも低い伝送レートで送出し、受信側では、前記光伝送装置に同期検波を行う同期検波処理を実行させ、前記同期検波処理で同期検波することで高感度に検知して信号を伝送するよう制御し、
前記同期検波処理は、
前記ＯＳＣ送信処理の送信クロックとは周波数は一致するが位相は無相関なサンプリングクロックで受信波形を測定し、符号パターン長に相当するメモリに測定値を積算して、符号パターンの特徴を見いだすことで送信符号を推定することを特徴とする付記８から付記１１の何れか１項に記載のプログラム。
【０１００】
（付記１３）
前記光伝送装置に、
前記接続確認モードでの接続確認を行い、次いで前記通常通信モードの再開通をし、その後、主信号の再開通をする処理を実行させることを特徴とする請求項１０から付記１２の何れか１項に記載のプログラム。
【０１０１】
（付記１４）
前記光伝送装置に、
前記接続確認モードで伝達する情報を予め定めておき、当該情報の伝達を優先にする処理を実行させることを特徴とする請求項１７から付記１３の何れか１項に記載のプログラム。
【符号の説明】
【０１０２】
１０：光伝送装置
２０、２０−１、２０−２、２０−３、２０−４：光アンプ
２１：受信モニタ
３０：ＯＳＣ盤
３１、３１−１、３１−２、３１−３、３１−４：ＯＳＣ受信器
３２、３２−１、３２−２、３２−３、３２−４：ＯＳＣ送信器
３３、３３−１、３３−２、３３−３、３３−４：制御部
３４：制御線
【図１】
2011147086.tif 000003
【図２】
2011147086.tif 000004
【図３】
2011147086.tif 000005
【図４】
2011147086.tif 000006
【図５】
2011147086.tif 000007
【図６】
2011147086.tif 000008
【図７】
2011147086.tif 000009
【図８】
2011147086.tif 000010
【図９】
2011147086.tif 000011
【図１０】
2011147086.tif 000012
【図１１】
2011147086.tif 000013