(57)【要約】【課題】例えば複数のノードが接続された光通信システムに用いられても、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、適切なフィードバック制御により不安定になった系を安定させていくことができるようにする。【解決手段】｜ＴＨ１｜の値を、｜ＴＨ２｜よりも小さく設定する。このように、フィードバック制御を行うことにより測定値が目標値近傍に達したときなど、検出値と制御目標値との差が不感帯に入る方向に変化している場合の不感帯の幅（｜ＴＨ１｜×２）を、不感帯から出る方向に変化する場合の不感帯の幅（｜ＴＨ２｜×２）よりも狭く設定し、フィードバック制御停止のための不感帯閾値とフィードバック制御再開のための不感帯閾値にヒステリシスを持たせるようにする。【選択図】図３
2008227676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出力制御手段と、
検出手段と、を備え、
前記検出手段による検出結果を用いたフィードバック制御により前記光出力制御手段が光出力を決定する光学的フィードバック制御ユニットであって、
前記検出手段による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、
前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とする光学的フィードバック制御ユニット。
【請求項２】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合の不感帯の幅は、フィードバック制御による応答対象から除外しようとする変動要素によるレベル変動幅よりも広い幅となるように設定されたことを特徴とする請求項１記載の光学的フィードバック制御ユニット。
【請求項３】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御手段によるフィードバック量を一定とすることを特徴とする請求項１または２記載の光学的フィードバック制御ユニット。
【請求項４】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御手段によるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することを特徴とする請求項１または２記載の光学的フィードバック制御ユニット。
【請求項５】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、前記光出力制御手段による新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学的フィードバック制御ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学的フィードバック制御ユニットを備えたことを特徴とする光伝送装置。
【請求項７】
光送信装置と光受信装置との間が、光伝送路を介して、請求項７記載の光伝送装置の複数により縦列に接続されて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
出力される光レベルを検出する検出工程と、
前記検出工程による検出結果を用いたフィードバック制御により光出力を決定する光出力制御工程とを備えたフィードバック制御方法であって、
前記検出工程による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、
前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とするフィードバック制御方法。
【請求項９】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御工程におけるフィードバック量を一定とすることを特徴とする請求項８記載のフィードバック制御方法。
【請求項１０】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御工程におけるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することを特徴とする請求項８記載のフィードバック制御方法。
【請求項１１】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、前記光出力制御工程における新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のフィードバック制御方法。
【請求項１２】
出力される光レベルを検出する検出処理と、
前記検出処理による検出結果を用いたフィードバック制御により光出力を決定する光出力制御処理とをコンピュータに実行させるフィードバック制御プログラムであって、
前記検出処理による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、
前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、前記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とするフィードバック制御プログラム。
【請求項１３】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御処理におけるフィードバック量を一定とすることを特徴とする請求項１２記載のフィードバック制御プログラム。
【請求項１４】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、前記光出力制御処理におけるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することを特徴とする請求項１２記載のフィードバック制御プログラム。
【請求項１５】
前記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、前記光出力制御処理における新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のフィードバック制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック制御により光出力を決定する光学的フィードバック制御ユニット、光伝送装置、光通信システム、光学的フィードバック制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メトロポリタンＷＤＭなどの伝送技術が実用化され、多ノードリングにおける光直接増幅伝送が一般化している。一般的に各ノードには光アドドロップ（add/drop）装置、利得偏差補償装置（光イコライザ）、波長クロスコネクト装置などが配置され、各ノードの光出力が一定になるようにフィードバック制御を行っている。
【０００３】
これらのフィードバック制御は、光アドドロップの設定変更時の光レベル補償、或いは長期的（数ヶ月或いは数年レベル）なスパンにおける部品の損失増加、支障移転時の伝送路損失変化に対する補償などを目的としている。
【０００４】
そのフィードバック周期は、これらの装置に用いられている波長ブロッカ、波長選択スイッチ、光チャンネルモニタなどのデバイスの応答、動作時間により律則されており、フィードバック周期は数百ｍｓ〜数ｓであり、かつ、所定周期ごとに所定の演算により与えられた量をフィードバックするデジタルフィードバックとなっている。
【０００５】
また、従来の光通信システムとして、光増幅器の出力部で挿入光信号を分岐してパワーレベルをモニタし、その挿入光信号のチャネル当たりの光出力を、他の光信号のチャネル当たりの光出力に等化された予め定められた所定値に保つようにするＯＡＤＭ（optical add/drop multiplexer）ノードを用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、フィードバック制御を行う従来のものとして、目標変速比または目標入力回転数と実変速比または実入力回転数との偏差が所定の不感帯の幅内のとき、フィードバック制御を停止する無段変速機であって、変速時における不感帯の幅を、非変速時における不感帯の幅より小さく設定するようにするものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８５４０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したフィードバック周期は、伝送路の損失、偏波変動による光レベル変動の周期と同程度のオーダーであるため、時に不要な応答挙動を見せ、結果としてシステム系を不安定にさせる一因となる場合がある。
【０００８】
光通信システムで発生しうる代表的な変動要素と、その変動要素による変動スパン、変動量について、図１３に示す。
この図１３に示すように、故障や光アドドロップの設定変更といった変動要素では変動スパンが短く、部品劣化や季節変動では変動スパンが長くなってくることとなる。フィードバック制御では、こうした変動要素のうち、偏波変動や損失変動による光レベル変動には応答せず、他の変動要素に対して確実に応答できることが好ましい。
【０００９】
ここで、例えばフィードバック周期を偏波変動や損失変動による光レベル変動周期よりも十分（例えば１０倍以上）長くすれば、偏波変動や損失変動による光レベル変動に応答しないようにすることができるが、その場合、故障や設定変更時の光レベル補償など、迅速に補償すべき光レベル変化に対する応答も遅くなってしまうという問題が存在する。
【００１０】
また、上述した特許文献１のものは、フィードバック制御により、１つの光信号のチャネル当たりの光出力を、他の光信号のチャネル当たりの光出力に等化しようとするものであり、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく安定したフィードバック制御を行うようにすることについてまで考慮されたものではなかった。
【００１１】
また、上述した特許文献２のものは、光通信に適用することについてまで考慮されたものではなく、さらにフィードバック制御としても、変速時と非変速時という動作モードによって不感帯の幅を変えているだけであり、複数のノードが接続されたシステムで安定したフィードバック制御を行うようにすることについてまで考慮されたものではなかった。
【００１２】
すなわち、複数のノードが接続された光通信システムにおけるフィードバック制御の場合、例えば図１４に示すようなシステム構成で、送信端から光信号のゆらぎが発生すると、そのゆらぎを補正するためのフィードバック制御がそれぞれのノードで非同期に開始される。変動要素は下流のノードになるほど多くなるため、送信端に近い上流のノードから順に安定していくことになる。
【００１３】
ここで、系が安定している状態であるか、ゆらぎが発生している状態であるかにかかわらず不感帯が一律に設けられているだけでは、上流でゆらぎが発生している状態であっても、系が安定している状態での不感帯の幅までフィードバック制御を続けることとなってしまう。
上流のノードで、系が安定している状態での不感帯の幅までフィードバック制御が行われていると、上流のノードを安定化させようとすることでかえって下流のノードでは変動要素を増やしてしまう虞があり、このため、システム全体として安定していくまでに時間がかかってしまう虞があった。
【００１４】
このように、上述した特許文献２によるフィードバック制御は、複数のノードが接続された光通信システムで、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、適切なフィードバック制御により不安定になった系を安定させていくことについてまで考慮されたものではなかった。
【００１５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、例えば複数のノードが接続された光通信システムに用いられても、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、適切なフィードバック制御により不安定になった系を安定させていくことができ、様々な変動要素が存在する環境であっても安定した動作ができる光学的フィードバック制御ユニット、光伝送装置、光通信システム、光学的フィードバック制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的を達成するために、本発明に係る光学的フィードバック制御ユニットは、光出力制御手段と、検出手段と、を備え、上記検出手段による検出結果を用いたフィードバック制御により上記光出力制御手段が光出力を決定する光学的フィードバック制御ユニットであって、上記検出手段による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１７】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合の不感帯の幅は、フィードバック制御による応答対象から除外しようとする変動要素によるレベル変動幅よりも広い幅となるように設定されたことが好ましい。
【００１８】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御手段によるフィードバック量を一定とすることが好ましい。
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御手段によるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することであってもよい。
【００１９】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、上記光出力制御手段による新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る光伝送装置は、上述した本発明に係る光学的フィードバック制御ユニットを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光通信システムは、光送信装置と光受信装置との間が、光伝送路を介して、上述した本発明に係る光伝送装置の複数により縦列に接続されて構成されたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るフィードバック制御方法は、出力される光レベルを検出する検出工程と、上記検出工程による検出結果を用いたフィードバック制御により光出力を決定する光出力制御工程とを備えたフィードバック制御方法であって、上記検出工程による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とする。
【００２３】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御工程におけるフィードバック量を一定とすることが好ましい。
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御工程におけるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することであってもよい。
【００２４】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、上記光出力制御工程における新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することが好ましい。
【００２５】
また、本発明に係るフィードバック制御プログラムは、出力される光レベルを検出する検出処理と、上記検出処理による検出結果を用いたフィードバック制御により光出力を決定する光出力制御処理とをコンピュータに実行させるフィードバック制御プログラムであって、上記検出処理による検出値と制御目標値との差について、フィードバック制御を行わない不感帯が設けられ、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の中である場合、上記検出値と制御目標値との差が該不感帯の外である場合よりも不感帯の幅が広くなるように設定されていることを特徴とする。
【００２６】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御処理におけるフィードバック量を一定とすることが好ましい。
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲外である場合に、上記光出力制御処理におけるフィードバック量を、該検出値と制御目標値との差に応じて大きくするよう制御することであってもよい。
【００２７】
上記検出値と制御目標値との差が不感帯の範囲内である場合に、上記光出力制御処理における新作用量を、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくするようにフィードバック制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、例えば複数のノードが接続された光通信システムに用いられても、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、適切なフィードバック制御により不安定になった系を安定させていくことができる。
このため、様々な変動要素が存在する環境であっても、フィードバック制御により安定した動作とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明に係る光学的フィードバック制御ユニット、光伝送装置、光通信システム、光学的フィードバック制御方法およびプログラムを適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００３０】
本実施形態は、フィードバック制御を行う手段を持ち、かつそのフィードバック周期（時定数）が数百ｍｓ〜数ｓのオーダーであり、各ノードが縦列接続されて用いられる光直接増幅伝送装置であって、時定数を大きくすることなく、同程度のオーダーの振動周期を持つ伝送路の偏波変動、損失変動に対して安定である伝送装置を提供するものである。
【００３１】
このため、本実施形態では、各ノードでのフィードバック制御として、以下のような方法を用いる。
・  １回のフィードバックによるゲイン（変化ステップ量）を、１倍以下に（目標値と現在の測定値の差よりも小さく）設定し、かつ
・  測定値が目標値近傍に達したときにフィードバック動作を停止するための不感帯を設け、かつ
・  フィードバック制御停止のための不感帯閾値とフィードバック制御再開のための不感帯閾値にヒステリシスを持たせ、かつ
・  停止のための不感帯閾値は、再開のための不感帯閾値よりも狭く設定する。
【００３２】
次に、本実施形態としての光通信システムについて説明する。
本発明を適用したシステムの例を図１に、第一の実施形態に係る光伝送装置の構成例を図２に、動作概要を図３に、制御シーケンス詳細を図４に示す。
【００３３】
図１は、本発明を適用した光通信システムの例である。
送信端からの光信号が伝送路を通ってノードに入ってくる構成であり、送信端と受信端とがカスケード（cascade）に接続されたシステムであれば各種の構成であってよく、図１には、（ａ）リニア構成と、（ｂ）リング構成とを例示している。
【００３４】
本実施形態としての光通信システムでは、１本の光伝送路に、ノードと呼ばれる光アドドロップ装置（光伝送装置）、利得偏差補償装置（光イコライザ）、波長クロスコネクト装置などが多数配置されており、送信端と受信端の間で再生中継（３Ｒ中継）が行われない光直接増幅伝送システムとなっている。
【００３５】
これらのノードには、波長ブロッカ、波長選択スイッチ、光チャンネルモニタなどのデバイスが搭載されており、ノード出力に対し光学的フィードバックが掛かっている。そのフィードバック周期は数百ｍｓ〜数ｓである。
【００３６】
一方で、伝送路の状態は常に安定ではなく、特に架空布線された光ファイバ伝送路の場合、風による振動などにより光ファイバ内での偏波面や損失は常に変化している。その周期は経験上、数百ｍｓ〜数十ｓのオーダーである。
【００３７】
図２は、図１に図示した光通信システムに用いられるノード（光伝送装置）１の内部構成例を示した図である。各ノード１はレベル可変手段（ＯＥＱ；optical equalizer）１２と、光アンプ（ＡＭＰ；amplifier）１３と、光分岐手段（ＣＰＬ；coupler）１４と、レベル検出手段（ＯＣＭ；optical channel monitor）１１と、フィードバック制御部１５とによる光学的フィードバック制御ユニットを具備している。
フィードバック制御部１５は、コンピュータとソフトウェアにより実現され、上記光学的フィードバック制御ユニットによる動作の制御を行う。
この図２を参照して、フィードバック動作の概要を説明する。
【００３８】
ノード出力の一部は、ＣＰＬ１４により分岐され、ＯＣＭ１１へ導波される。ＯＣＭ１１では、ノード出力のレベルＰ１を検出する。
フィードバック制御部１５は、測定値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との比較を行った後、フィードバック必要量Ｐ２を計算し、ＯＥＱ１２に対して必要なフィードバック量の通知を行う。この際、フィードバックのゲインＧは１以下である。
ＯＥＱ１２では、現在の作用量（Ａ０［ＯＬＤ］）とフィードバック量（Ｐ２）から、新しく設定すべき新作用量（Ａ０［ＮＥＷ］）を計算し、作用量（ＯＥＱ１２のアッテネーション量）の再設定を行う。
【００３９】
本実施形態のフィードバック系では、フィードバック制御部１５とＯＥＱ１２とが、ＯＣＭ１１による検出結果を用いたフィードバック制御を行う光出力制御手段として機能し、上述した一連の動作を数百ｍｓ〜数ｓの周期で繰り返し行っている。
【００４０】
図３は、本実施形態によるフィードバック制御による動作を示すフローチャートである。
図４は、このフィードバック制御を行うためのソースコード例である。図４中、ＴＨ１は、フィードバック制御を停止させる不感帯閾値を示す。ＴＨ２は、フィードバック制御を再開させる不感帯閾値を示す。Ｇは、ゲインを示す。
【００４１】
状態遷移フラグ（不感帯フラグ）ＮＦＦの値は、検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差（Ｐ０−Ｐ１）について、
不感帯に入っている状態：ＮＦＦ＝１
不感帯に入っていない状態：ＮＦＦ＝０
として定められる。初期値はＮＦＦ＝０である。
【００４２】
図５は、図３、図４に示すフィードバック制御による動作を折れ線グラフにより図示したものである。横軸は比較（Ｐ０−Ｐ１）結果、縦軸がフィードバック量Ｐ２、及び状態遷移フラグＮＦＦの状態を示したものである。
グラフ中の矢印は、（Ｐ０−Ｐ１）の変化方向を示す。
【００４３】
図３から図５を参照して、本実施形態によるフィードバック制御について詳細に説明する。
まず、ＯＣＭ１１が測定時点でのノード出力のレベルＰ１を検出すると（ステップＳ１）、その検出値Ｐ１がフィードバック制御部１５に送信される。フィードバック制御部１５は、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より小さい場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＯＥＱ１２による新作用量を、それまでの旧作用量に対して変更せず（ステップＳ５）、状態遷移フラグＮＦＦ＝１もそのままとする（ステップＳ６）。
【００４４】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より小さい場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ＯＥＱ１２による新作用量を、それまでの旧作用量に対して変更せず（ステップＳ５）、状態遷移フラグをＮＦＦ＝１に変更する（ステップＳ６）。
【００４５】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より大きい場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、｜Ｐ０−Ｐ１｜に応じてフィードバック量が大きくなるようにＯＥＱ１２による新作用量を決定してフィードバック制御を再開し（ステップＳ７）、状態遷移フラグをＮＦＦ＝０に変更する（ステップＳ８）。
【００４６】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より大きい場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、｜Ｐ０−Ｐ１｜に応じてフィードバック量が大きくなるようにＯＥＱ１２による新作用量を決定するフィードバック制御を続行し（ステップＳ７）、状態遷移フラグもＮＦＦ＝０そのままとする（ステップＳ８）。
【００４７】
本実施形態のフィードバック系では、上述した一連の動作を数百ｍｓ〜数ｓの周期で繰り返し行うことにより、送信端に近い上流のノードから順に安定させていく場合であっても、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、適切なフィードバック制御により不安定になった系を安定させていくことができる。
【００４８】
次に、ＴＨ１、ＴＨ２、Ｇの設定方法について説明する。
第１に、Ｇの値は１倍以下に設定する必要がある。Ｇが小さいほど系は安定しやすいが、安定までに時間が掛かる。
【００４９】
第２に、｜ＴＨ１｜の値はフィードバック量｜Ｐ２｜＝｜Ｇ（Ｐ０−Ｐ１）｜の最小値と比較して最低でも０．５倍、可能ならば２倍以上に設定するのが望ましい。０．５倍以下では系は発振する。
換言すれば、Ｐ２を設定する上で注意すべき点として、制御停止状態へ遷移する閾値ＴＨ１よりも小さく設定する必要がある。ＴＨ１よりも大きく設定した場合、ゲインが１倍以上となるため系は発振する。
【００５０】
第３に、｜ＴＨ１｜の値は、ノード内での偏波変動や損失変動といった、フィードバック制御で応答する対象から外したい変動要素によるレベル変動量よりも大きな値に設定する必要がある。この値は小さいほど制御成績が改善する。
【００５１】
第４に、｜ＴＨ２｜の値はシステムの規格として許容される制御誤差量と比較し、最大１倍以下である必要がある。すなわち、所定の規格に定められたスペックを満たすシステムとして設計する必要があるため、規格割れすることのないように｜ＴＨ２｜の値を定める必要がある。
【００５２】
第５に、｜ＴＨ１｜の値は、｜ＴＨ２｜よりも小さく設定する必要がある。
このように、フィードバック制御を行うことにより測定値が目標値近傍に達したときなど、検出値と制御目標値との差が不感帯に入る方向に変化している場合の不感帯の幅（｜ＴＨ１｜×２）を、不感帯から出る方向に変化する場合の不感帯の幅（｜ＴＨ２｜×２）よりも狭く設定する。
【００５３】
このように、フィードバック制御停止のための不感帯閾値とフィードバック制御再開のための不感帯閾値にヒステリシスを持たせることで、複数のノードが接続された光通信システムであっても、下流のノードに変動要素を増やしてしまうことなく、上流のノードから下流のノードへと順次安定していくことによるシステム全体（系）としての安定性をより速く、確実に実現することができる。
【００５４】
こうしたフィードバック制御のためのソースコード例としては、図４に例示するように、検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差が不感帯の中である場合に、検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差が不感帯の外である場合よりも、不感帯の幅が広くなるように設定することとなる。
【００５５】
以上のように、上述した第１の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
第１に、システム系での発振が抑圧される。
理由は、各ノードのフィードバックゲインが１倍以下であるからである。
【００５６】
第２に、システム系での不安定挙動が改善される。
理由は、不感帯をもち、かつこれにヒステリシスを持たせることで、伝送路中で発生するレベル変動に対する挙動にフィードバック動作を行わないためである。
【００５７】
第３に、応答速度の低下が抑制される。
理由は、システム系の安定化のために、不感帯を用いているため、フィードバックの時定数に変化が無いためである。
【００５８】
このように、｜ＴＨ２｜よりも小さい｜ＴＨ１｜を閾値としてそれぞれ設け、ヒステリシスを持たせることにより、例えば偏波変動等、許容レベル内の定常的な変動には応答せず、それでいて、例えば故障、設定変更、伝送路ファイバの損失増加など、迅速に補償すべき光レベル変化に対しては迅速に対応するようにフィードバック制御を行うことができる。
【００５９】
このため、例えば多数のノードが接続された光通信システムに用いられても、偏波変動や損失変動による光レベル変動からの影響を受けることなく、光通信における安定したフィードバック制御により不安定になった系を上流ノードから順次安定させていくことができる。
【００６０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態で（Ｐ０−Ｐ１）が不感帯内である場合にフィードバック量｜Ｐ２｜＝０としているのに替えて、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくする積分制御を行うようにしたものである。
上述した第１の実施形態と同様のものについては説明を省略する。
【００６１】
図６は、本実施形態によるフィードバック制御による動作を示すフローチャートである。
図７は、図６に示すフィードバック制御による動作を折れ線グラフにより図示したものである。横軸は比較（Ｐ０−Ｐ１）結果、縦軸がフィードバック量Ｐ２、及び状態遷移フラグＮＦＦの状態を示したものである。
グラフ中の実線矢印は、（Ｐ０−Ｐ１）の変化方向を示す。太破線矢印は積分制御部分を示す。
【００６２】
図６、図７を参照して、本実施形態によるフィードバック制御について詳細に説明する。
まず、ＯＣＭ１１が測定時点でのノード出力のレベルＰ１を検出すると（ステップＳ１１）、その検出値Ｐ１がフィードバック制御部１５に送信される。フィードバック制御部１５は、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より小さい場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ＯＥＱ１２によるそれまでの旧作用量に、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加えた値をＯＥＱ１２による新作用量として設定する（ステップＳ１５）。状態遷移フラグＮＦＦ＝１はそのままとする（ステップＳ１６）。
【００６３】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ１２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より小さい場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、ＯＥＱ１２によるそれまでの旧作用量に、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加えた値をＯＥＱ１２による新作用量として設定する（ステップＳ１５）。また、状態遷移フラグをＮＦＦ＝１に変更する（ステップＳ１６）。
【００６４】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より大きい場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、｜Ｐ０−Ｐ１｜に応じてフィードバック量が大きくなるようにＯＥＱ１２による新作用量を決定してフィードバック制御を再開し（ステップＳ１７）、状態遷移フラグをＮＦＦ＝０に変更する（ステップＳ１８）。
【００６５】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ１２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より大きい場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、｜Ｐ０−Ｐ１｜に応じてフィードバック量が大きくなるようにＯＥＱ１２による新作用量を決定するフィードバック制御を続行し（ステップＳ１７）、状態遷移フラグもＮＦＦ＝０そのままとする（ステップＳ１８）。
【００６６】
以上のように、第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、（Ｐ０−Ｐ１）が不感帯内である場合にも、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加える積分制御を行うため、ノードによる光出力、すなわち検出値Ｐ１をより早く制御目標値に近づけていくことができる。
【００６７】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態でフィードバック量｜Ｐ２｜を｜Ｐ０−Ｐ１｜に応じて変化させているのに替えて、フィードバック量｜Ｐ２｜を一定とするように制御するものである。
【００６８】
図１に示すように、複数のノードがカスケードに接続された光通信システムでは、上流ノードでのレベル変化が下流ノードへ突き抜けることとなり、下流ノードでのレベル変化は上流ノードでの制御量の総和となってしまう。
このため、カスケードに接続されるノード段数が多くなった場合、フィードバック量が大きく設定されていると、下流ノードでのレベル変動量が許容レベルを超過してしまう虞がある。この第３の実施形態は、こうした多段接続時であっても適切なフィードバック制御により系を安定させていくことができるようにするものである。
【００６９】
本実施形態を用いることで、（Ｐ０−Ｐ１）が大きい、すなわち検出値と目標値との差が大きい場合にはゲインが小さく、差が小さい場合にはゲインが大きくなる。
上述した第１の実施形態と同様のものについては説明を省略する。
【００７０】
図８は、本実施形態によるフィードバック制御による動作を示すフローチャートである。
図９は、このフィードバック制御を行うためのソースコード例である。
図１０は、図８、図９に示すフィードバック制御による動作を折れ線グラフにより図示したものである。横軸は比較（Ｐ０−Ｐ１）結果、縦軸がフィードバック量Ｐ２、及び状態遷移フラグＮＦＦの状態を示したものである。グラフ中の矢印は、（Ｐ０−Ｐ１）の変化方向を示す。
【００７１】
図８から図１０を参照して、本実施形態によるフィードバック制御について詳細に説明する。
まず、ＯＣＭ１１が測定時点でのノード出力のレベルＰ１を検出すると（ステップＳ２１）、その検出値Ｐ１がフィードバック制御部１５に送信される。フィードバック制御部１５は、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より小さい場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ＯＥＱ１２による新作用量を、それまでの旧作用量に対して変更せず（ステップＳ２５）、状態遷移フラグＮＦＦ＝１もそのままとする（ステップＳ２６）。
【００７２】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ２２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より小さい場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、ＯＥＱ１２による新作用量を、それまでの旧作用量に対して変更せず（ステップＳ２５）、状態遷移フラグをＮＦＦ＝１に変更する（ステップＳ２６）。
【００７３】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より大きい場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、検出値が目標値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２７）。
検出値が目標値よりも大きい場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、検出値を下げるようにフィードバック制御を再開する（ステップＳ２８）。
検出値が目標値よりも小さい場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、検出値を上げるようにフィードバック制御を再開する（ステップＳ２９）。
ステップＳ２８，Ｓ２９の何れの場合にも、状態遷移フラグをＮＦＦ＝０に変更する（ステップＳ３０）。
【００７４】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ２２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より大きい場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、検出値が目標値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２７）。
検出値が目標値よりも大きい場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、検出値を下げるようにフィードバック制御を行う（ステップＳ２８）。
検出値が目標値よりも小さい場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、検出値を上げるようにフィードバック制御を行う（ステップＳ２９）。
ステップＳ２８，Ｓ２９の何れの場合にも、状態遷移フラグはＮＦＦ＝０そのままとする（ステップＳ３０）。
【００７５】
以上のように、第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、フィードバック量｜Ｐ２｜を一定とするように制御するため、多数のノードがカスケードに接続されて使用される場合であっても、下流ノードまで許容レベルを超過させることのない、適切なフィードバック制御により系を安定させていくことができる。
【００７６】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態は、上述した第３の実施形態で（Ｐ０−Ｐ１）が不感帯内である場合にフィードバック量｜Ｐ２｜＝０としているのに替えて、予め定められた回数のフィードバック量の平均値だけ大きくする積分制御を行うようにしたものである。
上述した第３の実施形態と同様のものについては説明を省略する。
【００７７】
図１１は、本実施形態によるフィードバック制御による動作を示すフローチャートである。
図１２は、図１１に示すフィードバック制御による動作を折れ線グラフにより図示したものである。横軸は比較（Ｐ０−Ｐ１）結果、縦軸がフィードバック量Ｐ２、及び状態遷移フラグＮＦＦの状態を示したものである。
グラフ中の実線矢印は、（Ｐ０−Ｐ１）の変化方向を示す。太破線矢印は積分制御部分を示す。
【００７８】
図１１、図１２を参照して、本実施形態によるフィードバック制御について詳細に説明する。
まず、ＯＣＭ１１が測定時点でのノード出力のレベルＰ１を検出すると（ステップＳ３１）、その検出値Ｐ１がフィードバック制御部１５に送信される。フィードバック制御部１５は、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より小さい場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、ＯＥＱ１２によるそれまでの旧作用量に、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加えた値をＯＥＱ１２による新作用量として設定する（ステップＳ３５）。状態遷移フラグＮＦＦ＝１はそのままとする（ステップＳ３６）。
【００７９】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ３２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より小さい場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、ＯＥＱ１２によるそれまでの旧作用量に、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加えた値をＯＥＱ１２による新作用量として設定する（ステップＳ３５）。また、状態遷移フラグをＮＦＦ＝１に変更する（ステップＳ３６）。
【００８０】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝１であり（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ２より大きい場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、検出値が目標値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３７）。
検出値が目標値よりも大きい場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、検出値を下げるようにフィードバック制御を再開する（ステップＳ３８）。
検出値が目標値よりも小さい場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）、検出値を上げるようにフィードバック制御を再開する（ステップＳ３９）。
ステップＳ３８，Ｓ３９の何れの場合にも、状態遷移フラグをＮＦＦ＝０に変更する（ステップＳ４０）。
【００８１】
また、前回検出時の状態遷移フラグＮＦＦ＝０であり（ステップＳ３２；Ｎｏ）かつ、送信された検出値Ｐ１と制御目標値Ｐ０との差｜Ｐ０−Ｐ１｜がＴＨ１より大きい場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）、検出値が目標値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３７）。
検出値が目標値よりも大きい場合（ステップＳ３７；Ｙｅｓ）、検出値を下げるようにフィードバック制御を行う（ステップＳ３８）。
検出値が目標値よりも小さい場合（ステップＳ３７；Ｎｏ）、検出値を上げるようにフィードバック制御を行う（ステップＳ３９）。
ステップＳ３８，Ｓ３９の何れの場合にも、状態遷移フラグはＮＦＦ＝０そのままとする（ステップＳ４０）。
【００８２】
以上のように、第４の実施形態によれば、上述した第３の実施形態と同様の効果が得られると共に、（Ｐ０−Ｐ１）が不感帯内である場合にも、予め定められた回数のフィードバック量Ｐ２の平均値を加える積分制御を行うため、ノードによる光出力、すなわち検出値Ｐ１をより早く制御目標値に近づけていくことができる。
【００８３】
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、光通信システムや各ノード（光伝送装置）の構成は、上述した図１、図２に示すものに限定されず、受信した光信号を電気信号に変換することなく、光ＡＭＰを用いて光信号のままで送出する各種の光直接増幅伝送システムであっても同様に適用することができる。
【００８４】
また、上述した各実施形態としての光伝送装置や光通信システムを実現するための処理手順をプログラムとして記録媒体に記録することにより、本発明の各実施形態による上述した各機能を、その記録媒体から供給されるプログラムによって、システムを構成するコンピュータのＣＰＵに処理を行わせて実現させることができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を用いてよい。
【００８５】
この本発明に係るプログラムによれば、当該プログラムによって制御される光伝送装置に、上述した本発明に係る各実施形態としての光伝送装置における各機能を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光伝送装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図４】該フィードバック制御のソースコード例を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるフィードバック制御の動作概要を示す図である。
【図６】第２の実施形態におけるフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態におけるフィードバック制御の動作概要を示す図である。
【図８】第３の実施形態におけるフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態におけるフィードバック制御のソースコード例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態におけるフィードバック制御の動作概要を示す図である。
【図１１】第４の実施形態におけるフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態におけるフィードバック制御の動作概要を示す図である。
【図１３】光通信システムで発生しうる代表的な変動要素と変動スパンなどの関係を示す図である。
【図１４】複数のノードが接続された光通信システムにおけるフィードバック制御での安定化動作を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１    ノード（光伝送装置）
１１    ＯＣＭ（光チャネルモニタ；レベル検出手段の一例）
１２    ＯＥＱ（可変光イコライザ；レベル可変手段の一例）
１３    光ＡＭＰ
１４    ＣＰＬ（光分岐手段の一例）
１５    フィードバック制御部
【図１】
2008227676.tif 000003
【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６】
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【図７】
2008227676.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008227676.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008227676.tif 000013
【図１２】
2008227676.tif 000014
【図１３】
2008227676.tif 000015
【図１４】
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