(57)【要約】【課題】複数の波長の光信号を多重化して伝送する光波長多重伝送システムに関し、波長分散補償手段の故障発生時の光信号の送受信を継続可能とする。【解決手段】複数の波長の光信号を多重化して送信し、受信した多重化信号を各波長対応の光信号に分離する合分波部１０４，２０４等の多重化多重分離手段と、各波長の光信号対応に波長分散を補償する可変波長分散補償器１０７，２０７等の波長分散補償手段と、故障検出部１１０，２１０等の故障検出手段と、波長分散補償手段の故障発生検出時に、波長分散補償手段をバイパスし、且つ光信号の送信側へ故障発生を通知する信号処理部１０１，２０１等の手段と、光信号の送信側からの波長分散補償手段の故障発生通知に従って、送信する光信号を、受信光信号の波長分散補償を行う波長分散補償手段を経由するように切替える切替手段とを備えている。【選択図】図１
2011228903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光信号を多重化して光伝送路により伝送する光波長多重伝送システムに於いて、
複数の波長の光信号を多重化して送信し、受信した多重化信号を各波長対応の光信号に分離する多重化多重分離手段と、
該多重化多重分離手段により分離された各波長の光信号対応に波長分散を補償する波長分散補償手段と、
該波長分散補償手段の故障発生を検出する故障検出手段と、
該故障検出手段による前記波長分散補償手段の故障発生検出時に、該波長分散補償手段をバイパスし、且つ前記光信号の送信側へ故障発生を通知する手段と、
前記光信号の送信側からの波長分散補償手段の故障発生通知に従って、送信する光信号を、受信光信号の波長分散補償を行う波長分散補償手段を経由するように切替える切替手段と
を備えたことを特徴とする光波長多重伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の波長の光信号を多重化して伝送し、各波長の光信号の波長分散を補償する手段を含む光波長多重伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速大容量の伝送方式として、複数の波長の光信号をそれぞれ異なる伝送情報により変調して多重化し、光ファイバ伝送路により伝送する光波長多重伝送システムが各種提案され、且つ実用化されている。このように、光信号を長距離の光ファイバ伝送路により伝送した場合の伝送損失による光信号レベルの低下を補償する光増幅器は既に各種実用化されている。又光ファイバ伝送路の波長分散特性に対応した光信号波形の劣化を補償する為の分散補償ファイバ（ＤＣＦ；Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）も知られている。この分散補償ファイバは、特定波長の波長分散を補償できたとしても、異なる他の波長の波長分散を補償できるものではなく、且つ光ファイバ伝送路の長さに対応して選択した長さを必要とし、又光ファイバ伝送路の波長分散特性は、温度によっても変化するから、固定長の分散補償ファイバでは充分な波長分散補償を行うことが困難な場合もある。又光波長多重伝送システムに適用する場合は、波長対応且つ波長分散を補償できる複数の長さの分散補償ファイバを用意して、それを切替接続する構成も提案されたが、大型化する難点があった。そこで、比較的小型化可能の可変波長分散補償器（ＴＤＣ；Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）を用いて、各波長に対応した波長分散を自動的に補償可能とした構成が実用化されている。
【０００３】
図４は、光波長多重伝送システムの説明図であり、４２１，４２２は波長多重装置（ＷＤＭ−ＭＵＸ）、４２１ａ，４２２ａは高速光インタフェース機能部、４２１ｂ，４２２ｂは波長合分波機能部、４２１ｃ，４２２ｃ，４２１ｄ，４２２ｄは監視機能部、４２４は情報伝送網、４２５はサーバを含む監視制御装置、４２６は制御端末を示す。高速光インタフェース機能部４２１ａ，４２２ａは、波長分波機能部４２１ｂ、４２２ｂにより分波した光信号対応に可変波長分散補償器（図示せず）により波長分散を補償し、外部端局装置へ転送する。又外部端局装置からの信号を高速光インタフェース機能部４２１ａ，４２２ａによりそれぞれ異なる波長の光信号に変換し、波長合分波機能部４２１ｂ，４２２ｂにより多重化して送出する。又それぞれの動作状態等を監視する監視制御機能部４２１ｃ、４２１ｄ，４２２ｃ，４２２ｄ，４２３ｂにより、正常動作状態か否か等を監視し、異常発生時は、情報伝送網４２４を介して監視制御部４２５へ通知する。又各制御端末４２６は、それぞれの配下の装置の状態情報の収集や、各種の設定等を行うものである。
【０００４】
図５は、従来例の一芯双方向光波長多重伝送システムの概要説明図であり、複数の波長の光信号を多重化して伝送する場合の波長λ１の光信号を送信し、波長λ２の光信号を受信する単純化した要部構成を示すもので、５１０，５２０は高速光インタフェース、５１１，５２１は信号処理部、５１２，５２２は合分波部、５１３，５２３は可変波長分散補償器ＴＤＣを示し、単一の光ファイバ光伝送路により光信号を送受信する場合を示す。高速光インタフェース部５１０，５２０の信号処理部５１１，５２１は、外部端局装置対応の光電変換部と、電光変換部と、変調部と、復調部とを含む構成を有するものであり、合分波部５１２，５２２は、複数の波長の光信号の合波及び分波により多重化及び多重分離を行う機能を有するものであり、高速光インタフェース５１０，５２０間は単一の光ファイバによる光伝送路を介して接続される。又可変波長分散補償器５１３，５２３は、波長対応に設けるものであり、高速光インタフェース５１０では、合分波部５１２により分波された光波長λ２の光信号の波長分散を、可変波長分散補償器５１３により補償し、高速光インタフェース５２０では、合分波部５２１により分波された波長λ１の光信号の波長分散を、可変波長分散補償器５２３により補償する。この可変波長分散補償器５１３，５２３は、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されている。
【０００５】
図６は、可変波長分散補償器の説明図であり、可変波長分散補償器は、前述のように、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されており、それらの中のＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ）型の概要を示すもので、６０１はコリメートレンズ、６０２はシリンドリカルレンズ、６０３はＶＩＰＡ板、６０４はフォーカスレンズ、６０５は三次元ミラー、６０６は可動ステージを示す。光波長多重信号を各波長の光信号に分波し、それらの或る波長の光信号について、図示を省略した光サーキュレータを介してコリメートレンズ６０１に入射し、シリンドリカルレンズ６０２により直線上に集光して、傾斜配置したＶＩＰＡ板６０３の全反射面と透過面との直線状の境界面に入射し、ＶＩＰＡ板６０３内の反射と一部透過との繰り返しにより、それぞれの一部透過光を、フォーカスレンズ６０４を介して三次元ミラー６０５に入射する。この場合の透過光は、それぞれ微小の時間差を有するものとなり、且つ三次元ミラー６０５上では異なる位置に入射する状態となる。従って、三次元ミラー６０５の反射光をコリメートレンズ６０４により集光すると、中心波長成分は合波し、不要波長成分は互いに打ち消し合うことになり、ＶＩＰＡ板６０３、シリンドリカルレンズ６０２、コリメートレンズ６０１を介して図示を省略した光サーキュレータに、波長分散補償処理を施した受信光信号を入射し、光電変換部へ転送して光信号に変換する。理想的な波長分散補償を行った光信号を受信処理することにより、誤り率は最小となる。従って、受信誤り率を基に可動ステージ６０６の移動制御を行うか、或は、中心波長成分を検出可能の場合は、そのピーク点がえられるように、可動ステージ６０６を移動制御することも可能である。この可動ステージ６０６は、図示を省略したステッピングモータ等によって矢印で示すように、両方向に移動可能の構成として、波長分散補償特性を制御することができる。従って、光波長多重伝送システムに於ける長距離伝送の光ファイバ伝送路を介して受信して分波した各光波長の光信号の波長分散特性をそれぞれ補償することができる。（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７５１０１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光波長多重伝送システムの各波長対応の波長分散特性を補償して、長距離伝送を可能とする可変波長分散補償器は、三次元ミラーを移動させて補償特性を制御するＶＩＰＡ型や、高精度温度制御を行うエタロン型や、ファイバグレーティング型等に於いて、機械的制御動作構成の動作状況や温度制御状況等を正確に監視したとしても、安定動作期間、即ち、可変波長分散補償器の正確な寿命は、現状では特定することは困難である。従って、推定期間経過により、安全サイドを基に交換する場合が一般的である。このようなシステム管理は、使用可能の部品を取り替える場合が多くなり、システム運用のコストアップとなる問題がある。又可変波長分散補償器の故障発生時には、波長分散特性を補償することが不可能となり、従って、正常な可変波長分散補償器と交換するまでは、誤り率の増加等によって正常な通信が不可能となる問題もある。このような問題点並びに障害発生時の対策については、前記特許文献１，２を含めて、従来は提案されていない。
【０００８】
本発明は、光波長多重伝送システムに於ける波長分散特性を補償する可変波長分散補償器を、障害が発生するまで使用可能とし、且つ障害発生時は救済手段により、その障害の影響を最小限とする制御構成により、システム運用コストアップの回避とシステムの信頼性の維持とを図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光波長多重伝送システムは、複数の波長の光信号を多重化して光伝送路により伝送する光波長多重伝送システムであって、複数の波長の光信号を多重化して送信し、受信した多重化信号を各波長対応の光信号に分離する多重化多重分離手段と、この多重化多重分離手段により分離された各波長の光信号対応に波長分散を補償する波長分散補償手段と、この波長分散補償手段の故障発生を検出する故障検出手段と、この故障検出手段による前記波長分散補償手段の故障発生検出時に、波長分散補償手段をバイパスし、且つ光信号の送信側へ故障発生を通知する手段と、光信号の送信側からの波長分散補償手段の故障発生通知に従って、送信する光信号を、受信光信号の波長分散補償を行う波長分散補償手段を経由するように切替える切替手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
光波長多重伝送システムに於ける波長分散を補償する可変波長分散補償器等の波長分散補償手段が故障すると、受信誤り率が増加して、正常な受信処理ができない場合が多くなる。しかし、送信側の正常な波長分散補償手段によって送信光信号に対して光伝送路の波長分散特性に近似した波長分散処理を施すことにより、受信側では、光伝送路による波長分散の影響は、完全ではないが、緩和されるように補償することが可能となり、継続してシステム運用を行い、適当な時点で波長分散補償手段の交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の一方の可変波長分散補償器の故障検出時の制御説明図である。
【図３】本発明の実施例１の他方の可変波長分散補償器の故障検出時の制御説明図である。
【図４】光波長多重伝送システムの説明図である。
【図５】従来例の高速光インタフェースの説明図である。
【図６】ＶＩＰＡ型波長分散補償器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の光波長多重伝送システムは、図１を参照して説明すると、複数の波長の光信号を多重化して光伝送路により伝送する光波長多重伝送システムであって、複数の波長の光信号を多重化して送信し、受信した多重化信号を各波長対応の光信号に分離する合分波部１０４，２０４等の多重化多重分離手段と、この多重化多重分離手段により分離された各波長の光信号対応に波長分散を補償する可変波長分散補償器１０７，２０７等の波長分散補償手段と、この波長分散補償手段の故障発生を検出する故障検出部１１０，２１０等の故障検出手段と、この故障検出手段による波長分散補償手段の故障発生検出時に、波長分散補償手段をバイパスし、且つ光信号の送信側へ故障発生を通知する信号処理部１０１，２０１等の手段と、光信号の送信側からの波長分散補償手段の故障発生通知に従って、送信する光信号を、受信光信号の波長分散補償を行う波長分散補償手段を経由するように切替える切替手段とを備えている。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１００，２００は高速光インタフェース、１０１，２０１は信号処理部、１０２，２０２は光カプラ（光ＣＰＬ；Ｃｏｕｐｌｅｒ）、１０３，２０３は光スイッチ（光ＳＷ；Ｓｗｉｔｃｈ）、１０４，２０４は多重化多重分離手段に相当する合分波部、１０５，２０５は光カプラ（光ＣＰＬ）、１０６，２０６は合分波部、１０７，２０７は波長分散補償手段に相当する可変波長分散補償器（ＴＤＣ；Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）、１０８，２０８は合分波部、１０９，２０９は光スイッチ（光ＳＷ）、１１０，２１０は故障検出手段に相当する故障検出部、１１１，２１１はＯＴＮＯＨ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｕｎｉｔ  Ｏｖｅｒｈｅａｄ）生成部、１１２，２１２は切替信号処理部を示す。又太実線は光信号の現用の転送経路、細実線は光信号の予備の転送経路、点線は制御情報の転送経路を示す。又故障発生検出による可変波長分散補償器１０７，２０７をバイパスする手段は、光カプラ１０５，２０５と光スイッチ１０９，２０９とを含む構成の場合を示す。この図１に示す構成は、例えば、図４に示す波長多重装置４２１，４２２の高速光インタフェース機能部４２１ａ，４２２ａに相当するもので、一方の高速光インタフェース１００から例えば波長λ１１〜λ１ｎの光信号を多重化して送信し、同様に、他方の高速光インタフェース２００から波長λ２１〜λ２ｎの光信号を多重化して送信し、又受信した波長多重光信号を分波して、波長対応に設けた可変分散補償器により、伝送過程で生じた波長分散を補償するものであるが、説明の便宜上、送信と受信とをそれぞれ単一の波長λ１、λ２として要部のみを示す。
【００１４】
又受信した光信号の波長分散を補償する可変波長分散補償器１０７，２０７は、前述のＶＩＰＡ型、エタロン型、ファイバグレーティング型等の各種の構成の波長分散補償器を適用することが可能である。又一方の高速光インタフェース１００は、波長λ１の光信号を送信し、波長λ２の光信号を受信し、受信光信号の波長分散を、可変波長分散補償器１０７により補償し、他方の高速光インタフェース２００は、波長λ２の光信号を送信し、波長λ１の光信号を受信し、受信光信号の波長分散を、可変波長分散補償器２０７により補償する構成のみ図示しているが、実際の装置構成は、前述のように、それぞれ複数波長の光信号を多重化して送信し、且つ複数波長の光信号を多重分離して受信処理する構成とするものであり、例えば、合分波部１０４，２０４は、複数波長の光信号の多重化及び多重分離を行う構成とし、可変波長分散補償器１０７，２０７は、多重分離した各波長対応に設けるものである。
【００１５】
可変波長分散補償器１０７，２０７が正常な場合、一方の高速光インタフェース１００は、波長λ１の光信号を、光カプラ１０２、光スイッチ１０３、合分波部１０４を介して光伝送路に送出し、他方の高速光インタフェース２００は、合分波部２０４により波長λ１の光信号を分波して、光カプラ２０５と合分波部２０６とを介して可変波長分散補償器２０７に入力し、波長分散補償を行った光信号を、光カプラ２０８と光スイッチ２０９とを介して信号処理部２０１へ転送して受信処理する。又高速光インタフェース２００は、波長λ２の光信号を、光カプラ２０２、光スイッチ２０３、合分波器２０４を介して光伝送路に送出し、高速光インタフェース１００は、合分波器１０４により波長λ２の光信号を分波して、光カプラ１０５と合分波部１０６とを介して可変波長分散補償器１０７に入力し、波長分散補償を行った光信号を、光カプラ１０８と光スイッチ１０９とを介して信号処理部１０１により受信処理する。又故障検出部１１０，２１０は、それぞれ可変波長分散補償器１０７，２０７の状態を監視し、故障発生を検出すると、ＯＴＮＯＨ生成部１１１，２１１に通知し、且つ光スイッチ１０３，１０９，２０３，２０９を切替制御する。又ＯＴＮＯＨ生成部１１１，２１１は、故障検出部１１０，２１０からの故障検出信号に基づいて、故障発生警報情報を生成し、光信号の伝送フォーマットのヘッダ部に付加して送信する。この故障発生警報情報を信号処理部１０１，２０１の切替信号処理部１１２，２１２により受信検出識別すると、故障検出部１１０，２１０に通知し、故障検出部１１０，２１０は前述の場合と同様に、光スイッチ１０３，１０９，２０３，２０９を切替制御する。
【００１６】
図２は、可変波長分散補償器の故障検出時の制御説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示し、高速光インタフェース２００の可変波長分散補償器２０７の故障発生を、故障検出部２１０により検出した場合の制御について示す。高速光インタフェース２００に於いて、高速光インタフェース１００から光伝送路を介して伝送された光波長λ１の受信光信号の波長分散を補償する為の可変波長分散補償器２０７の故障発生を、故障検出部２１０により検出すると、太点線の経路で示すように、ＯＴＮＯＨ生成部２１１に通知すると共に、光スイッチ２０９を制御して、波長λ１の光信号が、故障発生可変波長分散補償器２０７をバイパスする経路に切替える。それにより、受信した波長λ１の光信号は、太実線の経路、即ち、合分波器２０４により分波され、光カプラ２０５から光スイッチ２０９を介して信号処理部２０１に転送されて受信処理される。この場合、故障した可変波長分散補償器２０７には入力されずに、信号処理部２０１へ太実線矢印の経路で信号処理部２０１へ転送される。又信号処理部２０１のＯＴＮＯＨ生成部２１１は、故障検出部２１０からの通知に従って故障発生警報情報を生成し、これを波長λ２の光信号の伝送フォーマットのヘッダ部に付加して、光カプラ２０２と光スイッチ２０３と合分波器２０４とを介して光伝送路に送信する。
【００１７】
高速光インタフェース１００では、波長λ２の光信号を可変波長分散補償器１０７により波長分散補償処理を行って信号処理部１０１へ転送し、切替信号処理部１１２に於いて光信号の伝送フォーマットのヘッダ部に付加された故障発生警報情報を抽出し、高速光インタフェース２００の可変波長分散補償器２０７の故障発生を識別すると、故障検出部１１０に太点線経路で通知し、この故障検出部１１０から光スイッチ１０３を太点線経路で制御し、信号処理部１０１から送信する波長λ１の光信号を、光カプラ１０２、合分波部１０８、可変波長分散補償器１０７、合分波部１０６、光スイッチ１０３、合分波部１０４を経由する太実線経路で転送し、高速光インタフェース２００へ光伝送路を介して送信する。この場合の可変波長分散補償器１０７は、受信した波長λ２の光信号の波長分散を補償するように制御されているから、波長λ１の光信号は、波長λ２の光信号に対する光伝送路の波長分散特性の逆特性で波長分散が強調された状態となる。例えば、図６に示すＶＩＰＡ型波長分散補償器を適用した場合、三次元ミラー６０５を固定した可動ステージ６０６を矢印方向に移動調整して、所定の波長の光信号のレベルが最大となるように、或は、受信誤り率が最小となるように、受信した光信号の波長分散を補償するもので、波長λ１の送信光信号は、光伝送路の波長分散補償特性と逆の特性で、波長分散の影響を受けたものとなる。従って、光伝送路を介して受信すると、光伝送路の波長分散特性と逆の波長分散特性に制御された波長λ１の光信号は、ほぼ送信時の波形に戻ることになり、受信誤り率の増大を回避して、波長λ１の光信号の受信処理を継続することが可能となる。従って、波長分散補償器の故障発生後も、波長多重光信号伝送を継続することが可能であり、又システム運用中に、故障発生可変波長分散補償器を交換することも可能となる。
【００１８】
図３は、可変波長分散補償器の故障検出時の制御説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示すと共に、図２に示す場合と反対に、高速光インタフェース１００の可変波長分散補償器１０７の故障発生の場合について示し、故障検出部１１０により高速光インタフェース１００の可変波長分散補償器１０７の故障発生を検出すると、太点線で示す経路により信号処理部１０１のＯＴＮＯＨ生成部１１１に通知すると共に、光スイッチ１０９を制御して、受信した波長λ２の光信号を、故障発生の可変波長分散補償器１０７をバイパスする経路により転送するように切替える。信号処理部１０１のＯＴＮＯＨ生成部１１１は、可変波長分散補償器１０７の故障発生検出通知により、故障発生警報情報を生成し、波長λ１の光信号の伝送フォーマットのヘッダ部に付加して、光カプラ１０２と光スイッチ１０３と合分波器１０４とを介して光伝送路に送信する。
【００１９】
高速光インタフェース２００では、波長λ１の光信号を可変波長分散補償器２０７により波長分散補償処理を行って信号処理部２０１へ転送し、切替信号処理部２１２に於いて光信号の伝送フォーマットのヘッダ部に付加された故障発生警報情報を抽出し、高速光インタフェース１００の可変波長分散補償器１０７の故障発生を識別すると、故障検出部２１０に太点線経路で通知し、故障検出部２１０から光スイッチ２０３を太点線経路で制御し、信号処理部２０１から送信する波長λ２の光信号を、光カプラ２０２、合分波部２０８、可変波長分散補償器２０７、合分波部２０６、光スイッチ２０３、合分波部２０４を経由する太実線経路で転送し、高速光インタフェース１００へ光伝送路を介して送信する。この場合も、前述の図２に示す場合と同様に、可変波長分散補償器２０７は、受信した波長λ１の光信号の波長分散を補償するように制御されているから、波長λ２の光信号は、波長λ１の光信号に対する光伝送路の波長分散特性の逆特性で波長分散が強調された状態となる。従って、光伝送路を介して波長λ２の光信号を受信すると、光伝送路の波長分散特性と逆の波長分散特性に制御されるから、ほぼ送信時の波形に戻ることになり、受信誤り率の増大を回避して、波長λ２の光信号の受信処理を継続することが可能となる。このように、波長分散補償器の故障発生後も、波長多重光信号伝送を継続することが可能となると共に、システム運用中於ける故障発生の可変波長分散補償器を正常な可変波長分散補償器と交換することも可能となる。
【符号の説明】
【００２０】
１００，２００  高速光インタフェース
１０１，２０１  信号処理部
１０２，２０２  光カプラ（光ＣＰＬ）
１０３，２０３  光スイッチ（光ＳＷ）
１０４，２０４  合分波部（ＷＤＭ）
１０５，２０５  光カプラ（光ＣＰＬ）
１０６，２０６  合分波部
１０７，２０７  可変波長分散補償器（ＴＤＣ）
１０８，２０８  合分波部（ＷＤＭ）
１０９，２０９  光スイッチ（光ＳＷ）
１１０，２１０  故障検出部
１１１，２１１  ＯＴＮＯＨ生成部
１１２，２１２  切替信号処理部
【図１】
2011228903.tif 000003
【図２】
2011228903.tif 000004
【図３】
2011228903.tif 000005
【図４】
2011228903.tif 000006
【図５】
2011228903.tif 000007
【図６】
2011228903.tif 000008