(57)【要約】【課題】本発明は、可変光減衰器の減衰量を高速に制御することができ、上流側のＷＤＭ区間で発生した光レベル変動を下流ＷＤＭ区間に流れ込むことを防止できる波長多重方法及びその装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数波長の入力光を波長多重して出力するとともに、多重出力光を光モニタ部でモニタして各波長のレベルを分析し、各波長の分析レベルに応じて波長多重される各波長の入力光を複数の可変光減衰器で波長毎に調整して同レベルとする波長多重方法において、複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出し、可変光減衰器の出力レベルと分析レベルとに応じて複数の可変光減衰器の減衰量を制御する。【選択図】　　　　図４
2004140631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長の入力光を波長多重して出力するとともに、多重出力光を光モニタ部でモニタして各波長のレベルを分析し、各波長の分析レベルに応じて波長多重される各波長の入力光を複数の可変光減衰器で波長毎に調整して同レベルとする波長多重方法において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出し、
前記可変光減衰器の出力レベルと前記分析レベルとに応じて前記複数の可変光減衰器の減衰量を制御することを特徴とする波長多重方法。
【請求項２】
複数波長の入力光を波長多重して出力するとともに、多重出力光を光モニタ部でモニタして各波長のレベルを分析し、各波長の分析レベルに応じて波長多重される各波長の入力光を複数の可変光減衰器で波長毎に調整して同レベルとする波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出する複数の光レベル検出手段と、
前記可変光減衰器の出力レベルと前記分析レベルとに応じて前記複数の可変光減衰器の減衰量を制御する複数の減衰量制御手段を
有することを特徴とする波長多重装置。
【請求項３】
請求項２記載の波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの入力光のレベルを検出し、検出した入力レベルが閾値を下回ったときアラーム検出を行う複数のアラーム検出手段を有し、
前記複数の入力光それぞれの光源が安定したものか否かに応じて前記複数のアラーム検出手段それぞれの閾値を可変制御する閾値可変制御手段を
有することを特徴とする波長多重装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれは、縦続接続された複数の可変光減衰器で構成されたことを特徴とする波長多重装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、前記分析レベルと前記可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、前記可変光減衰器の減衰量の変化量を抑えることを特徴とする波長多重装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重方法及びその装置に関し、特に、ＷＤＭ光伝送システムで用いられる波長多重方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：波長分割多重）光伝送システムにおいては、多重化される各波長のパワーおよび光ＳＮＲ（信号対雑音比）が伝送特性に大きな影響を与えるため、各波長のパワーが均等になるように制御をする必要がある。この方法として、各波長の入力を可変光減衰器（ＶＡＴ）に入力し、そのパワーを減衰させることにより調節する方法が採られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１は、従来の波長多重装置（ＷＤＭ装置）の一例のブロック図を示す。同図中、各波長ＣＨ１〜ＣＨｎは可変光減衰器１０１〜１０ｎを通して多重化部（ＭＵＸ）１２に供給され多重化されたのち、送信アンプ（ＡＭＰ）１４で増幅されて光伝送路に出力される。
【０００４】
上記送信アンプ１４の出力光の一部が光カプラ１６で分岐されて光モニタ部１８に供給される。光モニタ部１８は光スペクトルアナライザ（ＳＡＵ）によって光スペクトル分析を行い、各波長の光レベルが所定レベルとなるように各可変光減衰器１０１〜１０ｎの減衰量を計算し、シリアルインタフェース１９を通して各可変光減衰器１０１〜１０ｎの減衰量を制御する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２６１２０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、ＷＤＭの装置構成のうち、図２（Ａ）に示すようなポイント・トゥ・ポイント接続を前提としたシステム設計であり、入力波長がトランスポンダなどの安定した光源から出力されたものであることを想定している。そこで、図２（Ｂ）に示すに一部の波長を分岐・挿入するアド・ドロップ装置２０や、図２（Ｃ）に示すに波長単位での光交換機能を提供するクロスコネクト装置２２といった装置構成においては、いくつかの問題が上げられる。
【０００７】
第１の問題点は、光スペクトルアナライザと可変光減衰器によるフィードバック速度に関するものである。光スペクトルアナライザは波長多重される全波長をモニタする必要がある。代表的なモニタ方法は、信号光の一部を分岐してモニタ光とし、回折格子を使って分波して、その強度分布を信号波長帯域にわたって波長を掃引するという方法が採られている。
【０００８】
図３に従来装置のフィードバック制御方法を示す。光スペクトルアナライザではステップＳ１０で全波長をモニタし、ステップＳ１１で波長レベルのばらつきから各波長の減衰量設定値を計算し、ステップＳ１２で各波長の可変光減衰器に減衰量設定値を送信する。各可変光減衰器ではステップＳ１３で減衰量設定値を受信し、ステップＳ１４で減衰量の設定値を受信した減衰量設定値に変更する。この結果、ステップＳ１５で可変光減衰器の出力レベルが変化し、ＷＤＭの出力側でも該当波長（チャンネル）のレベルが変化する。
【０００９】
この方法で測定精度を確保するためには、測定間隔として１００ｍｓオーダー以上の時間がかかる。また、光スペクトルアナライザから各波長の可変光減衰器に減衰量の設定値を通知するためには通常シリアルインタフェースを使用するが、現状のシステムでも波長数が１００波オーダーになっており、今後さらに波長数は増加すると思われる。
【００１０】
光スペクトルアナライザではこの波長をすべて同時にモニタするため、光スペクトルアナライザの測定速度が向上したとしても、シリアルインタフェースの転送時間の律速により高速化には限界がある。したがって、従来の光スペクトルアナライザが直接可変光減衰器の減衰量を制御する方法では、フィードバック周期をある程度以上早くすることは出来ない。
【００１１】
ここで、入力光レベルが急変した場合を考える。１００ｍｓ以上のゆっくりとした変動に対しては従来の制御方法でも追従して変動を吸収することが出来るが、それ以下の高速な変動に対しては追従することが出来ず、入力の変動がＷＤＭレイヤーへとそのまま変動が伝わってしまうことになる。
【００１２】
もっとも基本的なＷＤＭの形態であるポイント・トゥ・ポイント構成の場合は全チャンネルが自局に設置されたトランスポンダなどの安定した光源から入力されるため、上記のような大きな変動が起こる可能性は低い。これに対し、アド・ドロップ装置やクロスコネクト装置の場合には、入力波長が上流側のＷＤＭ装置から分岐された光であるため、大きなレベル変動が発生する可能性がある。この大きなレベル変動が下流側のＷＤＭレイヤーに抜けていってしまうため問題となる。
【００１３】
アド・ドロップ装置およびクロスコネクト装置の場合は、波長多重信号から一部もしくは全波長を分離し、切り替え等を行ったあとで再度多重化して送信する。この多重化を行う部分においてはポイント・トゥ・ポイント構成と同様に各波長の送信レベルを均一にする必要があるため、可変光減衰器と光スペクトルアナライザを用いたフィードバック制御機能が必要となる。
【００１４】
ここで、ポイント・トゥ・ポイント構成との違いはこの多重化部への入力が上流側のＷＤＭ装置の出力光であるため、たとえば上流側のＷＤＭ装置の波長の増減設による出力レベルの変動や光増幅器の故障によるレベルの低下、光スイッチを用いたパス切り替え時の光パワーの瞬断、装置保守者がファイバを誤って抜いてしまった際の安全光レベルへの自動シャットダウン機能が動作した場合など、光入力レベルが大きく変動する可能性があることである。
【００１５】
このレベル変動は上記で述べたようなフィードバック速度の遅い従来の制御方法では吸収することが出来ず、下流側のＷＤＭ装置に抜けていってしまう。したがって、多段のアド・ドロップ装置やクロスコネクト装置を含むＷＤＭシステムにおいては下流に向かってレベル変動がどんどん累積してしまうこととなり、受信機破損や信号エラーの原因となるため、アド・ドロップ装置やクロスコネクト装置の段数の制限要因となる。
【００１６】
また、光増幅器の入力が急変した際にＡＬＣ制御によって出力パワーは変動しないように制御を行うが、この制御によって変動が増幅されることも考えられるため、中継増幅器の段数にも制限要因となり、総伝送距離も制限する必要がある。結果として伝送システムとしての性能を低下させてしまうことになる。
【００１７】
第２の問題点は、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自然放出光）を含んだ入力光に対するアラームの検出に関するものである。安定光源からの光にはＡＳＥが含まれないのに対し、アド・ドロップ装置やクロスコネクト装置の場合には上流側のＷＤＭ装置において光増幅器を通過する際にＡＳＥが追加されて伝送されるため、信号光とともにＡＳＥを含んだものが可変光減衰器に入力されることになる。
【００１８】
可変光減衰器では入力波長断および波長レベル低下アラームの検出閾値を設けてアラーム管理及び波長増減設のトリガをかける必要がある。この時にＡＳＥパワーがあると上流側のＷＤＭ装置で信号断またはレベル低下といった現象が発生したにもかかわらず、下流側の可変光減衰器で検出されない、もしくはその逆といった現象が起きる可能性がある。
【００１９】
その結果、本来あるべきの波長が断になるとか、断していてＡＳＥしか含まれない波長が後段まで伝送されてしまうといった誤動作を起こしてしまうこととなり問題である。
【００２０】
第３の問題点は、可変光減衰器の入力ダイナミックレンジに関するものである。安定光源から供給された波長はレベルもほぼ一定しており、通常運用状態において例えば０ｄＢｍ±２ｄＢ程度の範囲に限られる。これに対してアド・ドロップ装置やクロスコネクト装置の場合には上流側のＷＤＭ装置から分岐されてくるため、上流側のＷＤＭ装置におけるチルト状態や分岐、合波に至るパスの経路や波長に依存する損失のばらつき、コネクタ部が増えることによって接続ロスのばらつきなど様々な要因が重なるため、可変光減衰器への入力レベルの範囲は安定光源の場合よりも広がり、例えば１０ｄＢ以上にも達する場合が考えられる。
【００２１】
可変光減衰器の減衰量の可変範囲は３０ｄＢ程度あるものも開発されているが、入出力特性のリニアリティが保証されているのは、可変範囲のうち例えば１０ｄＢ以下程度の限られた範囲でしかない。したがって、従来の方法ではＷＤＭで要求される０．１ｄＢオーダーの高精度なレベル安定化制御を行うことが難しくなるという問題がある。
【００２２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、可変光減衰器の減衰量を高速に制御することができ、上流側のＷＤＭ区間で発生した光レベル変動を下流ＷＤＭ区間に流れ込むことを防止でき、ＡＳＥを含んだ入力光に対して波長断及びレベル低下アラームの検出の誤動作を防止でき、可変光減衰器の入力ダイナミックレンジの高精度に制御可能な範囲を拡大できる波長多重方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１，２に記載の発明は、複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出し、可変光減衰器の出力レベルと分析レベルとに応じて複数の可変光減衰器の減衰量を制御することにより、
可変光減衰器の減衰量を高速に制御することができ、上流側のＷＤＭ区間で発生した光レベル変動を下流ＷＤＭ区間に流れ込むことを防止できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、複数の可変光減衰器それぞれの入力光のレベルを検出し、検出した入力レベルが閾値を下回ったときアラーム検出を行う複数のアラーム検出手段を有し、複数の入力光それぞれの光源が安定したものか否かに応じて前記複数のアラーム検出手段それぞれの閾値を可変制御する閾値可変制御手段を有することにより、
ＡＳＥを含んだ入力光に対して波長断及びレベル低下アラームの検出の誤動作を防止できる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、複数の可変光減衰器それぞれは、縦続接続された複数の可変光減衰器で構成されたことにより、
可変光減衰器の入力ダイナミックレンジの高精度に制御可能な範囲を拡大できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、複数の減衰量制御手段それぞれは、分析レベルと可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、可変光減衰器の減衰量の変化量を抑えることにより、
可変光減衰器の出力が発振して動作が不安定になることを防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
従来における第１の問題点は、光スペクトルアナライザでモニタした結果を可変光減衰器にフィードバックする速度を高速化することによって前段のＷＤＭで発生したレベル変動を吸収することができ回避することが出来る。
【００２８】
図４は、本発明の波長多重装置（ＷＤＭ装置）の一実施例のブロック図を示す。同図中、各波長ＣＨ１〜ＣＨｎは可変光減衰部２０１〜２０ｎを通して多重化部（ＭＵＸ）２２に供給され多重化されたのち、送信アンプ（ＡＭＰ）２４で増幅されて光伝送路に出力される。
【００２９】
上記送信アンプ２４の出力光の一部が光カプラ２６で分岐されて光モニタ部１８に供給される。光モニタ部２８は光スペクトルアナライザ（ＳＡＵ）によって光スペクトル分析を行い、各波長の光レベルが所定レベルとなるように各可変光減衰部２０１〜２０ｎの減衰量を計算し、シリアルインタフェース２９を通して各可変光減衰部２０１〜２０ｎの減衰量を制御する。
【００３０】
各可変光減衰部２０１〜２０ｎそれぞれは、可変光減衰部２０ｎにのみ示すように、可変光減衰器３０と、可変光減衰器３０の入出力端のレベルをモニタするフォトダイオード（ＰＤ）３１，３２と、ＡＬＣ（自動レベル制御）制御回路３４を有している。
【００３１】
本発明では、減衰量の制御方法として、光スペクトルアナライザ２８でモニタした各波長のパワーから全波長を均一にするべく各波長の可変光減衰器３０の出力パワーを計算し、これを目標値としてシリアルインタフェース２９で全チャンネルの可変光減衰部２０１〜２０ｎのＡＬＣ制御回路３４に対して送信する。
【００３２】
そして、各波長の可変光減衰部２０１〜２０ｎは出力端のフォトダイオード３２で測定した測定値を与えられた目標値になるように自立的にフィードバック制御する。
【００３３】
このように、可変光減衰制御を二段階構成に分けることによって、光スペクトルアナライザ２８からの設定値の送信周期は、従来と同様に１００ｍｓオーダーの低速の周波数で行う。しかし、各可変光減衰部２０１〜２０ｎのＡＬＣ制御回路３４の機能のみを高速化することによって、高速レベル制御機能を得ることができる。
【００３４】
単体の可変光減衰器３０の動作速度としては、磁気光学効果を使ったもので、３００μｓ程度というものが製品化されており、３桁の高速化が可能となる。また、１０Ｇｂｐｓの高速光変調器などに用いられるニオブ酸リチウムの電気光学効果を用いたものも近年商品化されており、こちらは物理特性上磁気光学効果を用いたものよりも高速化が可能であるため、今後さらなる高速化の期待がもてる。この結果として１ｍｓオーダーの高速なレベル変動についても可変光減衰器３０で吸収することが出来るようになる。したがって、後段のＷＤＭへのレベル変動の伝搬を止めることが出来るようになるため、光伝送システムの特性の改善が得られる。
【００３５】
図５に本発明装置のフィードバック制御方法を示す。光スペクトルアナライザではステップＳ２０で全波長をモニタし、ステップＳ２１で波長レベルのばらつきから各波長の出力レベルの目標値を計算し、ステップＳ２２で各波長の可変光減衰部２０１〜２０ｎに目標値を送信する。各可変光減衰部２０１〜２０ｎの可変光減衰器３０ではステップＳ２３で目標値を受信し、ステップＳ２４で目標値を受信した目標値に変更する。
【００３６】
次に、ステップＳ２５で可変光減衰器３０の出力レベルをフォトダイオード３２で測定する。ステップＳ２６では目標値と測定値との差が予め設定されている基準値未満であるか否かを判別し、目標値と測定値との差が基準値未満であるとステップＳ２７で目標値と測定値との差を減衰量の設定値として可変光減衰器３０の減衰量を変更する。この結果、ステップＳ２８で可変光減衰器３０の出力レベルが変化し、ＷＤＭの出力側でも該当チャンネルのレベルが変化する。
【００３７】
第２の問題点はＡＳＥ（自然放出光）を含んだ入力光に対する断検出及び波長レベル低下アラームの検出に関するものであるが、本発明では入力光が安定光源であるか、アド・ドロップもしくはクロスコネクトされてきた光であるかを各チャンネルの可変光減衰部２０１〜２０ｎに対して設定し、この設定に応じてフォトダイオード３１における、入力断及び入力レベル低下アラーム検出閾値を、安定光源のチャンネルには低く、アド・ドロップ装置またはクロスコネクト装置のチャンネルはそれよりも高くする。これによって、上記の問題点を克服し、より安定した光伝送装置を実現することが出来る。
【００３８】
図６は、本発明を用いたアド・ドロップ装置の一実施例のブロック図を示す。アド・ドロップ装置はドロップ部４４とアド部４６からなり、アド部４６の構成は図４の装置と同様であるので同一符号を付す。ドロップ部４４は、受信アンプ４８と分離化部（ＤＭＵＸ）５０から構成されており、監視制御部５２によって監視されている。分離化部５０で分離された複数の波長の一部はドロップチャンネルとして光受信機（ＲＸＰ）で終端され、他の一部はスルーチャンネルとしてアド部４６の可変光減衰部２０１等を通して多重化部２２に供給される。また、光送信機（ＴＸＰ）からのアドチャンネルは、可変光減衰部２０ｎ等を通して多重化部２２に供給される。
【００３９】
ここで、スルーチャンネルの波長スペクトルは図７（Ａ）に示すようにＡＳＥに信号が重畳されており、信号断時には図７（Ｂ）に示すようにＡＳＥが残る。これに対して、アドチャンネルの波長スペクトルは図７（Ｃ）に示すようにＡＳＥがなく信号のみが存在し、信号断時には図７（Ｄ）に示すように無信号となる。このため、入力断及び入力レベル低下アラーム検出閾値を、スルーチャンネルの可変光減衰部２０１等では低くし、アドチャンネルの可変光減衰部２０ｎ等ではそれよりも高くする。
【００４０】
入力断及び入力レベル低下アラーム検出閾値の具体的な設定方法としては、アド・ドロップ装置やクロスコネクト装置の切り替え機能が自動化されている場合には、装置全体の監視制御部（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐｌｅｘ：ＭＣ）４０がその情報を持っているので、各チャンネルの可変光減衰部２０１〜２０ｎに対してその情報を通知し、可変光減衰部２０１〜２０ｎそれぞれのフォトダイオード３１のアラーム検出閾値を可変設定する。
【００４１】
また、光ファイバの切り替え等を手動で行っている場合は、装置の立ち上げや構成替えの際にオペレーターが設定する。アド・ドロップ装置、クロスコネクト装置を網管理システム（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ：ＮＭＳ）４２が管理している場合には、網管理システム４２から監視制御部４０を通して可変光減衰部２０１〜２０ｎそれぞれのフォトダイオード３１のアラーム検出閾値を可変設定する。
【００４２】
第３の問題点は、可変光減衰器のダイナミックレンジに関するものである。これは、可変光減衰器３０のダイナミックレンジが３０ｄＢ程度（１０００倍）と大変広いことと、図８に示すように、制御電流対減衰量の特性において直線性がある部分（直線近似が有効な範囲：リニア範囲）が少なく、直線近似が有効な範囲外を線形近似でフィードバックした場合の誤差が大きいこと、およびその特性の個体ばらつきが大きいことが原因である。
【００４３】
そこで、図９に示すように、２段の可変光減衰器３６，３７もしくはそれ以上の可変光減衰器を縦続接続し、可変光減衰器３０として使用する。可変光減衰器３６，３７の減衰量の比率は入力光レベルに応じ適正なものとする。
【００４４】
図１０に示すように、１段目の可変光減衰器３６はリニア範囲で減衰量を大きく変動させて２段目の可変光減衰器３７がリニアリティを確保できる範囲に合わせ込む。そして２段目の可変光減衰器３７にて１ｄＢ未満の精密なレベル合わせを行う。精密な制御は２段目の可変光減衰器３７が受け持つため、１段目の可変光減衰器３６にはそれほどの精度は要求されない。したがって、高精度の制御が可能となるダイナミックレンジを拡大することが出来る。
【００４５】
なお、可変光減衰器には全解放時にも残留ロスが存在するため、段数を増やすとその分だけロスが増えてしまうが、問題となっているのは、可変光減衰器の特性のリニアリティであり、このロスをある程度犠牲にしても安定性が確保できることには大きなメリットがある。
【００４６】
また、制御方法としては入力レベルが急変した際など、変動量が所定の閾値以上となった場合には１段目の可変光減衰器３６で吸収し、通常の範囲の変動であれば２段目の可変光減衰器３７で吸収するという方法を用いても良い。
【００４７】
図４に示す装置において、入力レベルが急変した場合を考える。従来の光スペクトルアナライザが直接制御を行う方法では、光スペクトルアナライザからの制御周期が１００ｍｓ以上と可変光減衰器の応答速度より遙かに遅いため、設定値変化による減衰量の緩和振動は大きな問題とはならない。これに対し、本発明では可変光減衰器３０の応答速度に近い速度でのフィードバックが可能であるため、その限界に近い速度で制御を行う際には注意が必要となる。
【００４８】
つまり、目標値と測定値の差をそのまま減衰量にフィードバックしてしまうと緩和振動によりスパイク状のレベル変動が発生し、場合によっては可変光減衰器の出力が発振して動作が不安定になってしまう可能性がある。その結果、入力側のレベル変動を吸収するはずが、逆に増幅してしまうことすら考えられる。
【００４９】
そこで、可変光減衰器３０が自立的にＡＬＣ制御を行う際に、目標値と測定値の差分が大きい場合は、差分値をそのまま設定値にフィードバックするのではなく、その大きさに応じて変化量を調節することにより、設定値の変化を滑らかなものとする。
【００５０】
具体的には、目標値と測定値の差をそのまま減衰量の設定値の変化量とする場合を図１１に実線で示す場合、第１に、二点鎖線で示すよう差分値に対する設定値の変化量を階段状にして徐々に変化量を圧縮する。第２に、一点鎖線で示すよう設定値の変化量に上限を設ける。第３に、破線で示すよう差分値に対する設定値の変化量の傾きを徐々に緩くするといった方法をとる。
【００５１】
このような方法により、可変光減衰器３０が高速フィードバックする際に問題となる不安定性を回避することが出来る。また、この方法は、可変光減衰器３０の特性を線形近似した際の近似誤差による制御の安定性向上についても、上記の緩和振動に対するのと同様な効果がある。
【００５２】
図４に示す装置では、可変光減衰器３０の出力レベルを高速に制御することが出来る。しかし、運用波長数を増設および減設する時にあまり高速に動かすと、現在運用されている波長の信号が影響を受けてしまうことがある。増減設される波長のレベルを急速に変化させると、ＷＤＭのトータルパワーが変わることにより光増幅器の励起状態に変化が起きることや、誘導ラマン散乱等の非線形光学効果の波長間相互作用が変化することなどによって、運用チャンネルに符号誤り率の劣化などの影響が起こる可能性がある。例えば、図１２（Ａ）に実線矢印で示す右端の波長を増設する際に、破線で示すように各波長のレベルにチルト（傾き）を生じる。
【００５３】
また、この影響の出方は波長数によっても変化する。例えば図１２（Ｂ）に示すように１００波から１０１波に変更する場合よりも、図１２（Ｃ）に示すように２波から３波にする場合の方が運用チャンネルに対する増減設チャンネルのパワーの比率が大きいため、影響度も大きくなる。
【００５４】
したがって、増減設の際は可変光減衰器の減衰量の変化はある程度ゆっくりと行う必要があり、その変化速度が安全である限界値は波長数によって変化する。１００波以上にまで波長数が増えている現在では、増減設が完了するまでの時間を短縮化することも重要な性能の一つである。
【００５５】
そこで、上記のＷＤＭ装置の特性を踏まえて、各チャンネルの可変光減衰部２０１〜２０ｎのＡＬＣ制御回路３４に可変光減衰器３０の減衰量設定値の変化を任意の速度に設定することが出来る機能を持たせ、増減設を制御する監視制御部４０において安全な速度を判断して、これを各波長の各チャンネルの可変光減衰部２０１〜２０ｎのＡＬＣ制御回路３４に設定することにより、運用チャンネルに障害を発生させることなく、かつ素早い立ち上げ及び波長増減設機能を提供することが出来る。
【００５６】
ところで、図４に示す装置で、図１３の実線Ｉａに示すように、可変光減衰部２０１〜２０ｎの入力波長が断した場合、および可変光減衰部２０１〜２０ｎの制御範囲を超えたレベル低下が起こった場合を考える。いずれの場合についても可変光減衰器３０の入力レベルが下がるため、ＡＬＣ制御回路３４がはたらいて可変光減衰器３０の減衰量を減少させて行く。可変光減衰器３０の減衰量を減少させて適正なレベルに合わせ込むことができれば、可変光減衰部２０１〜２０ｎの出力波長は図１３の実線Ｉｂから破線Ｉｃに示すように変化する。
【００５７】
しかし、可変光減衰器３０の減衰量を減少させて解放するだけでは適正なレベルに合わせ込むことが出来ず、全解放（減衰量が０）に至った時点で諦めてシャットダウンするという現象が起こると、可変光減衰部２０１〜２０ｎの出力波長は図１３の実線Ｉｄに示すようにスパイク状に変動する。その結果、波長断の検出時間が遅くなるほか、特にアド・ドロップ装置やクロスコネクト装置構成の場合には、前段のＷＤＭから来るＡＳＥ（自然放出光）が後段のＷＤＭにスパイク状の変動となって流れ込むという現象が発生する。これはレベル変動の起こった波長以外の運用チャンネルに符号誤り率の劣化等の影響をおこす可能性がある。
【００５８】
そこで、入力波長断および急激にレベル低下が起こった場合には、可変光減衰部２０１〜２０ｎそれぞれのＡＬＣ制御回路３４において入力波長の変動量が可変光減衰器３０のダイナミックレンジの範囲内かどうかを判断し、本来のレベルに合わせ込むことが不可能と判断された場合には、ＡＬＣ制御を中止してフィードバック制御を行う対象から除外し、装置の仕様によりシャットダウンするかもしくは前値保持状態とする機能により、上記問題を解決することが出来る。この場合の可変光減衰部２０１〜２０ｎの出力波長を図１３に二点鎖線Ｉｅで示す。
【００５９】
なお、シャットダウンするか前値保持にするかは、レベル変動のあったチャンネルも特性が劣化したとはいえ断ではないということで温存するか、それともそれ以外のチャンネルの安全性を優先するかによって決まる。
【００６０】
図６で説明した波長断および波長レベル低下検出閾値の決定方法について、安定光源の場合には固定値を持つことで対応可能であるが、アド・ドロップ装置、クロスコネクト装置の場合には上流側のＷＤＭ装置（アド・ドロップ装置の場合はドロップ部４４）から情報の転送を受けることでより適正な閾値を設定することが出来る。
【００６１】
具体的には、図１４に示すように、上流側のＷＤＭ装置の分岐直前における光ＳＮＲの測定結果、または、上流側のＷＤＭ装置の受信アンプ４８におけるＡＳＥ補正量のいずれかの情報によって、各波長の信号光とＡＳＥの比率が計算できる。このため、第１に、断検出閾値をＡＳＥパワーレベルよりも少し上のレベルに設定する。第２に、レベル低下アラームを主信号のパワーが正常運用状態に比べて例えば３ｄＢ下がったポイントに設定する。このいずれかによって、より適正な閾値を設定することが出来る。なお、光ＳＮＲの測定結果またはＡＳＥ補正量の情報は網管理システム４２から監視制御部４０に供給し、閾値の設定は監視制御部４０にて行うことが出来る。
【００６２】
本発明の構成においては、可変光減衰器３０の出力側フォトダイオード３２は高速フィードバックをするため必須であり、これによる多少のコストアップは避けられない。しかし、波長数が１００波以上にもおよぶ現在のＷＤＭシステムにおいて、このコストアップは比較的大きいので問題となる。
【００６３】
可変光減衰器３０の減衰量はＡＬＣ制御回路３４から供給される制御電流値の関数となっているため、出力側フォトダイオード３２で測定した値に減衰量を加算することで可変光減衰器３０の入力側の光パワーを算出することが出来る。ただし、減衰量と制御電流値の関数は可変光減衰器素子の個体ばらつきがあるため、事前に可変光減衰器３０の測定を行って、その特性をＥＥＰＲＯＭ等に保存しておくことにより、入力側の光パワーを換算することができ、入力側のフォトダイオード３１を削除することが可能である。これにより高速ＡＬＣ制御を実現しながら、コストアップを回避することが可能である。
【００６４】
図１５は、本発明装置を適用したアド・ドロップ装置の一実施例のブロック図を示す。同図中、送信装置６０から送出された光は中継装置６２を経てアド・ドロップ装置６４に至る。アド・ドロップ装置６４のドロップ部６６で分波されたうちの一部はそのままアド部６８に供給されて合波される。また、他の一部はドロップされて光受信機（ＲＸＰ）で終端される。また、光送信機（ＴＸＰ）からの光が可変光減衰部を通して多重化部２２に供給されてアッドされ、中継装置７０を経て受信装置７２に供給される。
【００６５】
ここで、本発明の高速ＡＬＣ制御方法をアド・ドロップの送信側の制御系に適用することで、図中に示したように上流側の中継装置６２で発生したある波長のレベル変動を可変光減衰部２０１〜２０ｎのうちのこの波長に対応する可変光減衰部２０ｉで吸収して下流への波及を避けることが出来る。
【００６６】
図１６は、本発明装置を適用したクロスコネクト装置の一実施例のブロック図を示す。クロスコネクト装置は波長分離部８０と、ドロップ用の光スイッチアレイ８２と、アド用の光スイッチアレイ８４と、波長多重部８６とから構成されており、波長多重部８６の構成は図４の装置と同様であるので同一符号を付す。
【００６７】
波長分離部８０は、受信アンプ８７と分離化部（ＤＭＵＸ）８８から構成されている。分離化部５０で分離された複数の波長は光スイッチアレイ８２，８４を通してスルーチャンネルとして波長多重部８６に供給されるか、または光スイッチアレイ８２の切り替えによりドロップチャンネルとして光受信機（ＲＸＰ）９０１〜９０ｎに供給される。また、光送信機（ＴＸＰ）９２１〜９０ｎからのアドチャンネルの波長は、光スイッチアレイ８４の切り替えにより波長多重部８６の可変光減衰部２０１〜２０ｎに供給される。
【００６８】
この実施例では、波長多重部８６に供給される任意の波長の光がスルーチャンネルの光から光送信機の出力光に切り替わったとき、波長多重部８６の可変光減衰部２０１〜２０ｎにおける入力レベルは大きく変動することになる。本発明装置である波長多重部８６は、このレベル変動を吸収することが出来るため、他のチャンネルに影響を与えることなくチャンネルの切り替えを行うことが出来る。
【００６９】
また、図１６ではドロップチャンネルの光と光送信機からのアドチャンネルの光を切り替える構成となっているが、他の方路から来たドロップチャンネルの光同士を切り替えるクロスコネクト装置にも適用可能である。
【００７０】
本発明によれば、アド・ドロップ装置、クロスコネクト装置を含む光伝送システムにおいて、上流側のＷＤＭ区間で発生した光レベル変動を下流ＷＤＭ区間に流れ込むことを防ぎ、アド・ドロップ装置、クロスコネクト装置の段数や、総伝送距離の制限をなくして高性能な光伝送システムを提供することができる。
【００７１】
なお、フォトダイオード３２が請求項記載の光レベル検出手段に対応し、ＡＬＣ制御回路３４が減衰量制御手段に対応し、フォトダイオード３１がアラーム検出手段に対応し、監視制御部４０が閾値可変制御手段に対応する。
【００７２】
（付記１）　複数波長の入力光を波長多重して出力するとともに、多重出力光を光モニタ部でモニタして各波長のレベルを分析し、各波長の分析レベルに応じて波長多重される各波長の入力光を複数の可変光減衰器で波長毎に調整して同レベルとする波長多重方法において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出し、
前記可変光減衰器の出力レベルと前記分析レベルとに応じて前記複数の可変光減衰器の減衰量を制御することを特徴とする波長多重方法。
【００７３】
（付記２）　複数波長の入力光を波長多重して出力するとともに、多重出力光を光モニタ部でモニタして各波長のレベルを分析し、各波長の分析レベルに応じて波長多重される各波長の入力光を複数の可変光減衰器で波長毎に調整して同レベルとする波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルを検出する複数の光レベル検出手段と、
前記可変光減衰器の出力レベルと前記分析レベルとに応じて前記複数の可変光減衰器の減衰量を制御する複数の減衰量制御手段を
有することを特徴とする波長多重装置。
【００７４】
（付記３）　付記２記載の波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれの入力光のレベルを検出し、検出した入力レベルが閾値を下回ったときアラーム検出を行う複数のアラーム検出手段を有し、
前記複数の入力光それぞれの光源が安定したものか否かに応じて前記複数のアラーム検出手段それぞれの閾値を可変制御する閾値可変制御手段を
有することを特徴とする波長多重装置。
【００７５】
（付記４）　付記２または３記載の波長多重装置において、
前記複数の可変光減衰器それぞれは、縦続接続された複数の可変光減衰器で構成されたことを特徴とする波長多重装置。
【００７６】
（付記５）　付記２乃至４のいずれか記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、前記分析レベルと前記可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、前記可変光減衰器の減衰量の変化量を抑えることを特徴とする波長多重装置。
【００７７】
（付記６）　付記５記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、前記分析レベルと前記可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、前記可変光減衰器の減衰量の変化量を階段状に変化させることを特徴とする波長多重装置。
【００７８】
（付記７）　付記５記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、前記分析レベルと前記可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、前記可変光減衰器の減衰量の変化量に上限を設けることを特徴とする波長多重装置。
【００７９】
（付記８）　付記５記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、前記分析レベルと前記可変光減衰器の出力レベルとの差に対して、前記可変光減衰器の減衰量の変化量の傾きを徐々に緩くすることを特徴とする波長多重装置。
【００８０】
（付記９）　付記２乃至８のいずれか記載の波長多重装置において、
前記複数の減衰量制御手段それぞれは、入力光のレベル変化が前記可変光減衰器のダイナミックレンジを超えたとき前記可変光減衰器の減衰量制御を停止することを特徴とする波長多重装置。
【００８１】
（付記１０）　付記３記載の波長多重装置において、
前記閾値可変制御手段は、上流側の波長多重装置から通知される自然放出光パワー情報に応じて対応するアラーム検出手段の閾値を可変制御することを特徴とする波長多重装置。
【００８２】
（付記１１）　付記３記載の波長多重装置において、
前記複数の光レベル検出手段で検出した複数の可変光減衰器それぞれの出力レベルから前記複数の可変光減衰器それぞれの入力光のレベルを算出する入力レベル算出手段を有し、
前記複数のアラーム検出手段は前記入力レベル算出手段で算出した入力レベルが閾値を下回ったときアラーム検出を行うことを特徴とする波長多重装置。
【００８３】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１，２に記載の発明によれば、可変光減衰器の減衰量を高速に制御することができ、上流側のＷＤＭ区間で発生した光レベル変動を下流ＷＤＭ区間に流れ込むことを防止できる。
【００８４】
また、請求項３に記載の発明によれば、ＡＳＥを含んだ入力光に対して波長断及びレベル低下アラームの検出の誤動作を防止できる。
【００８５】
また、請求項４に記載の発明によれば、可変光減衰器の入力ダイナミックレンジの高精度に制御可能な範囲を拡大できる。
【００８６】
また、請求項５に記載の発明によれば、可変光減衰器の出力が発振して動作が不安定になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の波長多重装置の一例のブロック図である。
【図２】ＷＤＭの装置構成を示す図である。
【図３】従来装置のフィードバック制御方法を示す図である。
【図４】本発明の波長多重装置の一実施例のブロック図である。
【図５】本発明装置のフィードバック制御方法を示す図である。
【図６】本発明を用いたアド・ドロップ装置の一実施例のブロック図である。
【図７】スルーチャンネルとアドチャンネルの波長スペクトルである。
【図８】可変光減衰器の制御電流対減衰量の特性図である。
【図９】可変光減衰器の縦続接続構成を示す図である。
【図１０】縦続接続構成の可変光減衰器の動作を説明するための図である。
【図１１】目標値と測定値の差と減衰量の設定値の変化量の関係を示す図である。
【図１２】波長の増減設時の影響を説明するための図である。
【図１３】可変光減衰部の入出力波形を示す図である。
【図１４】波長断および波長レベル低下検出閾値の設定を説明するための図である。
【図１５】本発明装置を適用したアド・ドロップ装置の一実施例のブロック図である。
【図１６】本発明装置を適用したクロスコネクト装置の一実施例のブロック図である。
【符号の説明】
２０１〜２０ｎ　可変光減衰部
２２　多重化部
２４　送信アンプ
２６　光カプラ
２８　光モニタ部
３０　可変光減衰器
３１，３２　フォトダイオード
３４　ＡＬＣ制御回路
４０　監視制御部
４２　網管理システム
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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