(57)【要約】【課題】ラマン増幅を適用する長距離多段中継伝送システムにおいて、光伝送路を構成する光ファイバや光中継器の状況監視を簡易な構成で、迅速かつ正確に行う方法や構成。【解決手段】光ファイバ伝送路をラマン増幅媒体とするラマン増幅中継器１００は、複数の励起ＬＤを有する励起光源ユニット１１０と、信号光モニタ部５２と、前段の中継器２００の出力する励起光をモニタする励起光モニタ部５３を備え、信号光のモニタによるＡＬＣと、前段中継器２００の有する励起光をモニタすることによる前段中継器２００との間の区間１２の障害や障害が発生したＬＤの特定を行い、警報情報を自中継器の励起光に重畳して、区間１１と前段中継器での中継を介して送信端局に送達する。【選択図】      図１
2004172750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光送信端局と受信端局の間を複数の中継器を介して光ファイバ伝送路によって縦続に接続し前記伝送路を伝送される信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する伝送システムにおいて、
前記各中継器が、隣接する第１の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間に前記分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出し、
別なる隣接する第２の隣接中継器から送出され、前記第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、前記第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間の伝送路障害と前記第２の隣接中継器が備える励起光源の出力異常を検出する、
ことを特徴とする光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項２】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も検出する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項３】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、さらに、前記信号光を分岐モニタして、前記信号光の分岐モニタ出力が所定の値に一定となるように、前記自中継器の備える前記励起光光源の出力を制御する、
ことを特徴とする前記請求項１または２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項４】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記信号光を転送する後段の第２の隣接する中継器との間の区間の前記検出した前記伝送路の障害と前記第２の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、前記励起光に重畳して、前記隣接する第１の中継器に送信する、ことを特徴とする前記請求項１または２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項５】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常に関する情報も、前記隣接する第１の中継器に送信する、
ことを特徴とする前記請求項４に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項６】
前記各中継器は、前記隣接する第２の隣接中継器から受信した前記障害情報と自中継器が検出した前記隣接する第２の隣接中継器との間の区間の前記伝送路の障害と前記隣接する第２の隣接中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを前記励起光に重畳して、前記隣接する第１の隣接中継器に送信する、
ことを特徴とする前記請求項１または２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項７】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常に関する情報も、前記隣接する第１の隣接中継器に送信する、
ことを特徴とする前記請求項６に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項８】
前記送信端局は、前記光増幅中継伝送システムを構成する全ての前記伝送路区間の障害情報と全ての前記励起光の出力異常に関する情報を、前記送信端局に隣接する前記中継器から受信し、前記光増幅中継伝送システム全体を監視する、
ことを特徴とする前記請求項７に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項９】
前記励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、
前記各中継器は、前記励起光光源の出力異常を前記複数の中から波長を特定して検出する、
ことを特徴とする前記請求項１から８のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１０】
上り送信装置と下り受信装置を備える第１の送受信端局と上り受信装置と下り送信装置を備える第２の送受信端局の間を上り下り２対のファイバ伝送路と複数の中継器を介して縦続に接続し、前記伝送路の上り下りそれぞれを伝送する信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する双方向伝送システムにおいて、
前記各中継器が、前記隣接する中継器との間の前記上り下りそれぞれの光ファイバ伝送路区間に前記分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出し、
前記隣接する前記中継器から送出され前記それぞれの光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、前記それぞれの区間の伝送路障害と前記励起光の光源の出力異常を検出する、
ことを特徴とする光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１１】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も検出する、
ことを特徴とする前記請求項１０に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１２】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、さらに、前記上り下りそれぞれの区間から前記信号光を分岐モニタして、前記信号光の分岐モニタ出力が一定となるように、自中継器が備える前記それぞれの励起光光源の出力を制御する、
ことを特徴とする前記請求項１０または１１のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１３】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、前記励起光の光源の出力異常を検出した時、
前記上り下り異なる前記励起光に重畳して信号を送出し、前記信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する前記励起光源を制御する、
ことを特徴とする前記請求項１０または１１のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１４】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、前記上り下り異なる前記励起光に重畳して信号を送出し、前記信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する前記励起光源を制御し、
後段に隣接する中継器との間の伝送路区間の伝送損失と増幅利得のいずれか又は両方を測定する、
ことを特徴とする前記請求項１０または１１に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１５】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記信号光を転送する上り下りそれぞれの後段の隣接する中継器との間の区間の前記検出した前記伝送路の障害と前記後段の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、前記励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する、
ことを特徴とする前記請求項１０に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１６】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も送信する、
ことを特徴とする前記請求項１５に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１７】
前記各中継器は、前記後段の中継器から受信した前記障害情報と自中継器が検出した前記上り下りそれぞれの隣接する後段の中継器との間の区間の前記伝送路の障害と前記それぞれの隣接する後段の中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを前記励起光に重畳して、隣接する前記それぞれの前段の中継器に送信する、
ことを特徴とする前記請求項１０に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１８】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も送信する、
ことを特徴とする前記請求項１７に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項１９】
前記第１（２）の送受信端局は、前記上り（下り）光増幅中継伝送システムを構成する全ての前記伝送路区間の障害情報と全ての前記励起光の出力異常に関する情報を、前記第１（２）の送受信端局の上り（下り）伝送路に接続して隣接する前記中継器から受信し、前記光増幅中継伝送システム全体を監視する、
ことを特徴とする前記請求項１８に記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項２０】
前記励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、
前記各中継器は、前記励起光光源の出力異常を前記複数の中から波長を特定して検出する、
ことを特徴とする前記請求項１０から１９のいずれかに記載の光増幅中継伝送システムの監視制御方法。
【請求項２１】
信号光送信端局と受信端局の間を複数の中継器を介して光ファイバ伝送路によって縦続に接続し前記伝送路を伝送される信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する伝送システムであって、
前記各中継器が、隣接する第１の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間に前記分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出する手段と、
別なる隣接する第２の隣接中継器から送出され、前記第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、前記第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間の伝送路障害と前記第２の隣接中継器が備える励起光源の出力異常を検出する手段、
を備えることを特徴とする光増幅中継伝送システム。
【請求項２２】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も検出する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２１に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２３】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、さらに、前記信号光を分岐モニタして、前記信号光の分岐モニタ出力が所定の値に一定となるように、前記自中継器の備える前記励起光光源の出力を制御する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２１または２２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２４】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記信号光を転送する後段の第２の隣接する中継器との間の区間の前記検出した前記伝送路の障害と前記第２の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、前記励起光に重畳して、前記隣接する第１の中継器に送信する、を備えることを特徴とする前記請求項２１または２２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２５】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常に関する情報も、前記隣接する第１の中継器に送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２４に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２６】
前記各中継器は、前記隣接する第２の隣接中継器から受信した前記障害情報と自中継器が検出した前記隣接する第２の隣接中継器との間の区間の前記伝送路の障害と前記隣接する第２の隣接中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを前記励起光に重畳して、前記隣接する第１の隣接中継器に送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２１または２２のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２７】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常に関する情報も、前記隣接する第１の隣接中継器に送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項６に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２８】
前記送信端局は、前記光増幅中継伝送システムを構成する全ての前記伝送路区間の障害情報と全ての前記励起光の出力異常に関する情報を、前記送信端局に隣接する前記中継器から受信し、前記光増幅中継伝送システム全体を監視する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２７に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項２９】
前記励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、
前記各中継器は、前記励起光光源の出力異常を前記複数の中から波長を特定して検出する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項２１から２８のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３０】
上り送信装置と下り受信装置を備える第１の送受信端局と上り受信装置と下り送信装置を備える第２の送受信端局の間を上り下り２対のファイバ伝送路と複数の中継器を介して縦続に接続し、前記伝送路の上り下りそれぞれを伝送する信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する双方向伝送システムであって、
前記各中継器が、前記隣接する中継器との間の前記上り下りそれぞれの光ファイバ伝送路区間に前記分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出する手段と、
前記隣接する前記中継器から送出され前記それぞれの光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、前記それぞれの区間の伝送路障害と前記励起光の光源の出力異常を検出する手段、
を備えることを特徴とする光増幅中継伝送システム。
【請求項３１】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も検出する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３２】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、さらに、前記上り下りそれぞれの区間から前記信号光を分岐モニタして、前記信号光の分岐モニタ出力が一定となるように、自中継器が備える前記それぞれの励起光光源の出力を制御する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０または３１のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３３】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、前記励起光の光源の出力異常を検出した時、
前記上り下り異なる前記励起光に重畳して信号を送出し、前記信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する前記励起光源を制御する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０または３１のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３４】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記各中継器は、前記上り下り異なる前記励起光に重畳して信号を送出し、前記信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する前記励起光源を制御する手段と、
後段に隣接する中継器との間の伝送路区間の伝送損失と増幅利得のいずれか又は両方を測定する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０または３１に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３５】
前記励起光の励起方法は、伝搬方向が前記信号光と相対する後方励起であって、
前記信号光を転送する上り下りそれぞれの後段の隣接する中継器との間の区間の前記検出した前記伝送路の障害と前記後段の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、前記励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３６】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３５に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３７】
前記各中継器は、前記後段の中継器から受信した前記障害情報と自中継器が検出した前記上り下りそれぞれの隣接する後段の中継器との間の区間の前記伝送路の障害と前記それぞれの隣接する後段の中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを前記励起光に重畳して、隣接する前記それぞれの前段の中継器に送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３０に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３８】
さらに、自中継器が備える前記励起光の光源の出力異常も送信する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３７に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項３９】
前記第１（２）の送受信端局は、前記上り（下り）光増幅中継伝送システムを構成する全ての前記伝送路区間の障害情報と全ての前記励起光の出力異常に関する情報を、前記第１（２）の送受信端局の上り（下り）伝送路に接続して隣接する前記中継器から受信し、前記光増幅中継伝送システム全体を監視する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項３８に記載の光増幅中継伝送システム。
【請求項４０】
前記励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、
前記各中継器は、前記励起光光源の出力異常を前記複数の中から波長を特定して検出する手段、
を備えることを特徴とする前記請求項１０から１９のいずれかに記載の光増幅中継伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ伝送路自体を光増幅媒体とする分布型ラマン増幅を用いた光増幅中継伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、波長多重伝送では、希土類添加光ファイバ増幅器の１種であるＥＤＦＡ（エルビウム添加光ファイバ増幅器）を搭載した光増幅中継器を複数多段につなげて長距離伝送を行っている。
図７は、従来の伝送中継システムの構成を示すブロック図である。図に示すように、光直接増幅器を搭載した中継器を多段に接続して端局間をつなぐ伝送路を構成している。そして、伝送路から受信端局への長距離にわたる伝送路損失をカバーして信号出力レベルを保つため、各増幅器からの出力が一定となるよう出力一定制御ＡＬＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行っている（図６）。
長距離伝送中継システムでは、光増幅器の励起光源や光増幅器及び伝送路自体の経時劣化を含む伝送路監視が重要な技術である。とくに、海洋光中継システムのように障害復旧には多大なコストが掛かるため、障害地点の同定や障害部品の特定が極めて重要である。
光増幅器の励起光源に関しては、ＡＬＣでは、増幅器からの信号光の出力レベルのモニタを行い、モニタ値が、あらかじめ定めた出力レベルからの変動を検出した場合、励起レーザのパワーを制御して、信号光のレベルが常に一定になるように制御する。そして、ＥＤＦＡ中継器では、波長は通常一種類の光源で励起しており、予備光源として光増幅器を励起するための励起レーザを複数有しているが、ＡＬＣ機能を実装している場合、ＥＤＦＡは通常飽和出力で動作させているため、信号光のモニタでは、励起レーザの故障が検出できないという問題がある。
【０００３】
伝送路の監視については、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ）などを用いて行う方法も良く行われる。ＯＴＤＲのプローブ光を用いてライン監視を行う方法とは、監視用波長を端局から入射し、監視用の伝送路区間のＯＴＤＲパス上を伝送させ、伝送路光ファイバの破断点等で反射され受信される戻り光をＯＴＤＲ測定器で観測して、光伝送路の状況監視を行うものである。
しかし、この監視方法を、数千キロ以上の長距離伝送に適用する場合、監視光が伝送路伝播中に光ファイバの非線形光学効果やノイズの影響をうけ、測定値劣化や時間変動が発生しやすくなる。また、これに対処し、測定精度をあげるためには、モニタ値の長時間平均をとる必要があるが、測定時間が数時間に及び、迅速かつ正確な障害検出という点で課題があった。
【０００４】
一方、中継区間の延伸や伝送光信号のＳ／Ｎ比改善を目的にして、光ファイバ伝送路そのものを利得媒体とする分布ラマン増幅効果を適用した中継伝送システムも検討されている。図８はラマン増幅効果におけるラマン励起光と信号増幅帯域の関係を示している。伝送路が石英光ファイバの場合、励起光の約１００ｎｍ（１３．２ＴＨｚ）長波側に利得ピークを有するよう信号光を増幅する。このため、波長の異なる励起光源を複数用いることで増幅波長帯域を比較的自由に設定でき、添加する元素およびホスト材料により増幅波長帯域が決定する希土類添加光ファイバ増幅器とは大きく異なる。更に、多波長励起方式を用いると柔軟に増幅波長帯域を拡大できる。また、既に敷設済みの光ファイバを利用することもできる。
この方式においても、長距離伝送であるため、励起光源の劣化や伝送路損失の経時変化を含む伝送路監視や中継器を構成する予備部品への切換等を遠隔や中継器自体で自律的に行えることが重要となる。とくに、ラマン増幅器が、複数波長の励起光源で帯域を確保できることは、逆に１波長の光源でも劣化を来すと、光増幅帯域特性にディップを生じ、伝送品質の低下を来すことになる。このため、ＥＤＦＡ中継伝送システム以上に励起光源の障害監視が重要であり、障害の原因が伝送路にあるか、励起光源にあるかを峻別できる監視方法を確立しておくことが重要である。
伝送路監視に関しては、ＯＴＤＲ監視方法を分布ラマン光増幅中継方式のライン監視に適用した場合、ＥＤＦＡ光中継伝送方式と同様の問題が生じる。分布型ラマン増幅の場合は、さらに、監視光がラマン増幅利得変動の影響による変動も受け、精度の良い測定が困難となる。
分布ラマン増幅器であり利得媒体でもある伝送路の損失分布をモニタするために、偏光状態を時間的に変化させた検査パルス光を伝送路に注入し、その後方散乱光を検出する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。検査パルス光の後方散乱を検出する方法は、上述のＯＴＤＲ法と同様の課題を有する。
また、励起光源の監視方法としては、ファイバ型光増幅器の励起光を分岐させて監視局に伝送し、後段の光増幅器からの励起光は自増幅器を迂回させて監視局に転送する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、後段からの励起光を自増幅器を迂回させて監視局に転送するこの励起光源の監視方法は、中継器における光回路構成が複雑になるという難点を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３５７７２号公報
【特許文献２】
特開平５−０４００７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような課題に鑑みて成されたものであって、ラマン増幅を適用する長距離多段中継伝送システムにおいて、光伝送路を構成する光ファイバや光中継器の状況監視を簡易な構成で、迅速かつ正確に行う方法や構成を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光増幅中継伝送システムの監視制御方法は、信号光送信端局と受信端局の間を複数の中継器を介して光ファイバ伝送路によって縦続に接続し伝送路を伝送される信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する伝送システムにおいて、各中継器が、隣接する第１の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間に分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出し、
別なる隣接する第２の隣接中継器から送出され、第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間の伝送路障害と第２の隣接中継器が備える励起光源の出力異常を検出する、ことを特徴とする。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も検出する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、さらに、信号光を分岐モニタして、信号光の分岐モニタ出力が所定の値に一定となるように、自中継器の備える励起光光源の出力を制御する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、信号光を転送する後段の第２の隣接する中継器との間の区間の検出した伝送路の障害と第２の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、励起光に重畳して、隣接する第１の中継器に送信する。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常に関する情報も、隣接する第１の中継器に送信する。
各中継器は、隣接する第２の隣接中継器から受信した障害情報と自中継器が検出した隣接する第２の隣接中継器との間の区間の伝送路の障害と隣接する第２の隣接中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを励起光に重畳して、隣接する第１の隣接中継器に送信する。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常に関する情報も、隣接する第１の隣接中継器に送信する。
送信端局は、光増幅中継伝送システムを構成する全ての伝送路区間の障害情報と全ての励起光の出力異常に関する情報を、送信端局に隣接する中継器から受信し、光増幅中継伝送システム全体を監視する。
励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、各中継器は、励起光光源の出力異常を複数の中から波長を特定して検出する。
【０００８】
また、本発明の別なる光増幅中継伝送システムの監視制御方法は、上り送信装置と下り受信装置を備える第１の送受信端局と上り受信装置と下り送信装置を備える第２の送受信端局の間を上り下り２対のファイバ伝送路と複数の中継器を介して縦続に接続し、伝送路の上り下りそれぞれを伝送する信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する双方向伝送システムにおいて、各中継器が、隣接する中継器との間の上り下りそれぞれの光ファイバ伝送路区間に分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出し、隣接する中継器から送出されそれぞれの光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、それぞれの区間の伝送路障害と励起光の光源の出力異常を検出することを特徴とする。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も検出する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、さらに、上り下りそれぞれの区間から信号光を分岐モニタして、信号光の分岐モニタ出力が一定となるように、自中継器が備えるそれぞれの励起光光源の出力を制御する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、励起光の光源の出力異常を検出した時、上り下り異なる励起光に重畳して信号を送出し、信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する励起光源を制御する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、上り下り異なる励起光に重畳して信号を送出し、信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する励起光源を制御し、後段に隣接する中継器との間の伝送路区間の伝送損失と増幅利得のいずれか又は両方を測定する。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、信号光を転送する上り下りそれぞれの後段の隣接する中継器との間の区間の検出した伝送路の障害と後段の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も検出する。
各中継器は、後段の中継器から受信した障害情報と自中継器が検出した上り下りそれぞれの隣接する後段の中継器との間の区間の伝送路の障害とそれぞれの隣接する後段の中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も送信する。
第１（２）の送受信端局は、上り（下り）光増幅中継伝送システムを構成する全ての伝送路区間の障害情報と全ての励起光の出力異常に関する情報を、第１（２）の送受信端局の上り（下り）伝送路に接続して隣接する中継器から受信し、光増幅中継伝送システム全体を監視する。
励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、各中継器は、励起光光源の出力異常を複数の中から波長を特定して検出する。
【０００９】
また、本発明の光増幅中継伝送システムは、信号光送信端局と受信端局の間を複数の中継器を介して光ファイバ伝送路によって縦続に接続し伝送路を伝送される信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する伝送システムであって、各中継器が、隣接する第１の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間に分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出する手段と、別なる隣接する第２の隣接中継器から送出され、第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、第２の隣接中継器との間の光ファイバ伝送路区間の伝送路障害と第２の隣接中継器が備える励起光源の出力異常を検出する手段、を備えることを特徴とする。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も検出する手段、を備える。励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、さらに、信号光を分岐モニタして、信号光の分岐モニタ出力が所定の値に一定となるように、自中継器の備える励起光光源の出力を制御する手段、を備える。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、信号光を転送する後段の第２の隣接する中継器との間の区間の検出した伝送路の障害と第２の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、励起光に重畳して、隣接する第１の中継器に送信する手段、を備える。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常に関する情報も、隣接する第１の中継器に送信する手段、を備える。
各中継器は、隣接する第２の隣接中継器から受信した障害情報と自中継器が検出した隣接する第２の隣接中継器との間の区間の伝送路の障害と隣接する第２の隣接中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを励起光に重畳して、隣接する第１の隣接中継器に送信する手段、を備える。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常に関する情報も、隣接する第１の隣接中継器に送信する手段、を備える。
送信端局は、光増幅中継伝送システムを構成する全ての伝送路区間の障害情報と全ての励起光の出力異常に関する情報を、送信端局に隣接する中継器から受信し、光増幅中継伝送システム全体を監視する手段、を備える。
励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、各中継器は、励起光光源の出力異常を複数の中から波長を特定して検出する手段、を備える。
【００１０】
また、本発明の別なる光増幅中継伝送システムは、上り送信装置と下り受信装置を備える第１の送受信端局と上り受信装置と下り送信装置を備える第２の送受信端局の間を上り下り２対のファイバ伝送路と複数の中継器を介して縦続に接続し、伝送路の上り下りそれぞれを伝送する信号光を分布型ラマン光増幅効果によって光増幅中継する双方向伝送システムであって、各中継器が、隣接する中継器との間の上り下りそれぞれの光ファイバ伝送路区間に分布型ラマン光増幅効果を励起する励起光を送出する手段と、隣接する中継器から送出されそれぞれの光ファイバ伝送路区間から出力する残留励起光をモニタして、それぞれの区間の伝送路障害と励起光の光源の出力異常を検出する手段、を備えることを特徴とする。さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も検出する手段、を備える。励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、さらに、上り下りそれぞれの区間から信号光を分岐モニタして、信号光の分岐モニタ出力が一定となるように、自中継器が備えるそれぞれの励起光光源の出力を制御する手段、を備える。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、各中継器は、励起光の光源の出力異常を検出した時、上り下り異なる励起光に重畳して信号を送出し、信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する励起光源を制御する手段、を備える。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、
各中継器は、上り下り異なる励起光に重畳して信号を送出し、信号光を転送するそれぞれの後段に隣接する中継器の上り下りそれぞれの該当する励起光源を制御する手段と、後段に隣接する中継器との間の伝送路区間の伝送損失と増幅利得のいずれか又は両方を測定する手段、を備える。
励起光の励起方法は、伝搬方向が信号光と相対する後方励起であって、信号光を転送する上り下りそれぞれの後段の隣接する中継器との間の区間の検出した伝送路の障害と後段の隣接する中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報を、励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する手段、を備える。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も送信する手段、を備える。各中継器は、後段の中継器から受信した障害情報と自中継器が検出した上り下りそれぞれの隣接する後段の中継器との間の区間の伝送路の障害とそれぞれの隣接する後段の中継器が備える励起光光源の出力異常に関する情報とを励起光に重畳して、隣接するそれぞれの前段の中継器に送信する手段、を備える。
さらに、自中継器が備える励起光の光源の出力異常も送信する手段、を備える。第１（２）の送受信端局は、上り（下り）光増幅中継伝送システムを構成する全ての伝送路区間の障害情報と全ての励起光の出力異常に関する情報を、第１（２）の送受信端局の上り（下り）伝送路に接続して隣接する中継器から受信し、光増幅中継伝送システム全体を監視する手段、を備える。
励起光光源は、波長の異なる複数の光源であって、各中継器は、励起光光源の出力異常を複数の中から波長を特定して検出する手段、を備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施例の分布ラマン増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図であり、分布ラマン増幅器を備えた中継器を多段に接続して端局間をつないで伝送路を構成している。ラマン増幅中継器１００とラマン増幅中継器２００は、後方励起を行うように励起光を光ファイバ伝送路１１若しくは１２に入射して、分布型ラマン増幅を行っている。励起方式としては、ＥＤＦＡの場合と同様、励起光を信号光と同一方向に光ファイバ内を伝播させる前方励起と、逆方向に伝播させる後方励起、及び、両方向励起の方式があるが、本実施例では後方励起方式の実施例について説明する。
ラマン増幅中継器１００は、ラマン増幅用励起光を出力する励起光源ユニット１１０、監視部１０１、光サーキュレータ１１１を備えている。ラマン増幅中継器２００も同一の構成である。
光サーキュレータ１１１（２１１）は、光ファイバ伝送路１１（１２）からの信号光を、後段の光ファイバ伝送路１２（１３）へ転送出力する。また、励起光源ユニット１１０（２１０）からの励起光を、光ファイバ伝送路１１（１２）へ後方励起光として出力する。
【００１２】
監視部１０１（２０１）は、光ファイバ伝送路１１からの信号光を一部分岐してモニタし、また、光ファイバ伝送路１２を通じて後段の中継器２００からの励起光のパワーのモニタを行う。モニタ情報は、励起光源ユニット１１０に出力する。監視部１０１（２０１）の構成を図２に示す。監視部は、信号光及び後段の中継器２００からの励起光を結合抽出するためのカプラ５１と、信号光を受光し光電変換する信号光モニタ部５２と、後段の中継器２００からの励起光のパワーのモニタを行う励起光モニタ部５３とから構成され、それぞれのモニタ部からのモニタ情報は、励起光源ユニット１１０の備える励起レーザ制御部３００に送信される。
各モニタ部５２、５３は、受信光を分波する光フィルタ（光ＦＩＬ）と、分波された複数の波長光を光電変換する複数の受光素子（ＰＤ）と、複数の受光素子出力信号をデジタル化等の処理を行い励起光源ユニット１１０の励起レーザ制御部３００に出力する受光信号処理部５４，５５を備える。
【００１３】
励起光源ユニット１１０の構成を図３に示す。
励起光源ユニット１１０は、光ファイバ伝送路１１（１２）を後方ラマン励起する複数の励起レーザ（ＬＤ３０１〜３０４）と、励起光のパワー制御と監視部１０１（２０１）から受信したモニタ情報に基づき、励起光への制御信号の付加を行う励起レーザ制御部３００を有している。
励起レーザは、同一波長のラマン励起光源２個を１組として偏波合成（ＰＢＣ３０５、３０６）後、他波長の励起光源の組と波長合成する（ＷＤＭカプラ３０７）ように構成されている。ここでは、２波長４ＬＤ構成の例を示す。
励起レーザ制御部３００は、励起レーザを駆動するＬＤドライバ３１０と、監視部１０１（２０１）の信号光モニタ部５２及び励起光モニタ部５３からのモニタ情報を受信するモニタ情報受信部３２０と、モニタ情報受信部の出力から励起レーザ光出力に付加する制御信号を生成する制御信号生成部３３０から構成されている。
【００１４】
次に、本発明の実施例の動作について説明する。
ラマン増幅中継器１００において、光ファイバ伝送路１１を透過した信号光は光カプラ５１によって分岐され、監視部１０１の信号光モニタ部５２によって検出される。信号光モニタ部５２で検出した波長多重光すべての受光レベルの低下があれば、自中継器１０１の励起ＬＤ３０１〜３０４の出力低下や光ファイバ伝送路１１の区間障害であることが分かり、増幅帯域にディップや突起を生じていれば、自ラマン増幅中継器１００内の特定の波長の励起レーザ障害であると判定される。
信号光を中継する後段のラマン増幅中継器２００が備える励起光源ユニット２１０から出力し、光ファイバ伝送路１２をラマン励起した励起光は、監視部１０１のもつ励起光モニタ部５３によって検出される。励起光モニタ部５３で検出した複数波長の励起光すべての受光レベルの低下があれば、後段中継器２０１の励起ＬＤ３０１〜３０４の出力低下や光ファイバ伝送路１２の損失増大やラマン利得低下等の区間障害であることが分かり、複数の波長のラマン励起光強度にばらつきが大きければ、後段のラマン増幅中継器２００内の特定の波長の励起レーザの出力異常等の障害であると判定される。この判定はモニタ情報受信部３２０が行う。
このように、監視部１０１が、信号光と励起光の各波長の出力レベルをモニタすることができるため、区間を特定したラマン増幅出力の低下と伝送路障害と特定波長のラマン励起光源の出力異常とを峻別して検出することができる。
【００１５】
次に、特定の区間の増幅度低下や光ファイバ伝送路１１（１２）の障害や、自増幅中継器１００や前段のラマン増幅中継器２００の励起光源の故障といった状態異常を検出したラマン増幅中継器１００の動作について説明する。
受光信号処理部５４及び５５が状態異常を検出した情報は、励起光源ユニット１１０のモニタ情報受信部３２０に送られる。モニタ情報受信部３２０は、２つの受光信号処理部からの状態異常の情報を検出する。信号光モニタ部５２からの信号光レベルが所定のレベルから低下または増大しているという障害を検出したとき、モニタ情報受信部３２０は、制御信号生成部３３０に自中継器のラマン後方励起用ＬＤの出力の増加または減少の指示を出力する。すなわち、区間１１のラマン増幅動作をＡＬＣ制御する。また、自ラマン増幅中継器の励起レーザに出力異常があった場合、励起レーザ３０１〜３０４の特定のＬＤの出力を制御する指示を制御信号生成部３３０に行う。
また、後段のラマン増幅中継器２００からの励起光のレベルをモニタする励起光モニタ部５３からの受信信号から、モニタ情報受信部３３２０は、区間１２の回線断やラマン増幅中継器２００における励起レーザ全体の出力低下や特定のレーザの障害等の状態異常を検出する。また、中継器２００からの励起光には、中継器２００以降の後段中継器の励起レーザの状態異常の情報が重畳されている。これらを検出して、制御信号生成部３３０に指示する。
【００１６】
制御信号生成部３３０は、全ての状態異常に関する警報情報を中継器１００のさらに前段の中継器を介して送信端局に向けて送信するため、励起レーザ３０１〜３０４を制御する制御信号を組み立て、ＬＤドライバ３１０に送信する。
警報情報は、縦続に接続した複数の中継器をリレーして送信端局に送達される。すなわち、ラマン増幅中継システムを構成するｍ段のラマン増幅中継器のうち、最終段−１段目すなわち（ｍ−１）段目の中継器は、後段のｍ段目の中継器との間の区間障害情報とｍ段目の中継器の励起レーザ障害情報（ｍ−１の障害情報と呼ぶ）を（ｍ−２）段目の中継器に送信する。（ｍ−２）段目の中継器は、後段の（ｍ−１）段目の中継器との間の区間障害情報と（ｍ−１）段目の中継器の励起レーザ障害情報（ｍ−２の障害情報と呼ぶ）に加えて、ｍ−１の障害情報を合わせて（ｍ−３）段目の中継器に送信する。このように、障害情報が各中継器で追加され、次々とリレーされて、最終送信端局に送達される。
警報情報の通知方法としては、励起光を強度変調して送出する方法や、特定の波長の励起ＣＷ光を変調して送信する方法によって行う。
【００１７】
次に本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態の分布ラマン増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。上り信号伝播方向、下り信号伝播方向の双方向について、分布ラマン増幅器を備えた中継器を多段に接続して端局間をつないで伝送路を構成している。各中継器は、上り下りのおのおの信号光のモニタと後段の分布ラマン増幅の励起光をモニタするように構成している。このため、ラマン増幅中継器５００（４００）は、図１の第１の実施形態の構成に加えて、下り信号回線用光ファイバ伝送路２２に結合する監視部２０２（１０２）を備える。また、励起光源ユニット５１０（４１０）は、図３の励起光源ユニット１１０を下り信号回線用に追加して備えている。
【００１８】
この実施形態では、ラマン増幅中継器４００が、図１の実施形態の説明で述べた送信端局への警報情報の送達が上り下り両方の伝送路において行えると共に、上り信号回線を介してモニタした後段のラマン増幅中継器５００の励起光強度や光ファイバ伝送路１２のモニタ情報を、下り信号回線（光ファイバ伝送路２２）を励起するラマン増幅励起光に載せて、ラマン増幅中継器５００に送り、ラマン増幅中継器５００では、中継器４００から受信したモニタ情報に基づき励起光源ユニット５１０の備える励起レーザ出力を制御することができ、送信端局からの遠隔制御のみならず、中継器間の協働によって、ローカルに自律的な保守管理が行える。
ここで、モニタ情報の送信は、励起レーザユニット内の特定光源に信号を重畳または、特定波長を変調するサブキャリアを用いる等の方法で行う。
【００１９】
さらに、図１の実施形態の説明で述べた、自中継装置内の励起光源ユニットを制御してＡＬＣ動作を行うことは勿論できるが、仮に信号光伝搬方向に関して前段の光中継器のＡＬＣ動作に不具合等が生じ、上り光ファイバ伝送路１１を伝搬し、ラマン増幅中継器４００に入力する信号光のレベル低下が激しく、自中継器４００のＡＬＣ動作では、励起光の能力に限界があって、次段の光ファイバ伝送路１２に転送する信号光レベルが所要のレベルに維持できないような場合を想定してみると、本実施形態では、下り光ファイバ伝送路２２を励起する励起光を用いて、後段の中継器５００や、さらに複数の後段の中継器に指示を送って、複数の中継器の協働を得て、信号光レベルを所要のレベルに回復させることができる。
【００２０】
また、本第２の実施形態の構成を取ることによって、特に各中継スパンのスパンロスやラマン利得の経時的な変動を試験測定することができる。このために、前段の中継器４００から中継器５００の励起レーザユニット５１０に対し、制御信号を送信し、これにより励起レーザユニット５１０が、備えている各励起レーザのＯＮ／ＯＦＦを行い、光ファイバ伝送路１２の区間のスパンロスやラマン利得を測定することができる。このように実施することで、敷設済みの伝送路ファイバの損失特性や、励起レーザの試験や出力調整が行える。
【００２１】
次に第３の実施形態について図５を参照して説明する。
第１の実施形態及び第２の実施形態の各ラマン増幅中継器は、図５に示す励起光源ユニット６００を備える。励起光源ユニット６００は、各励起ＬＤ３０１〜３０４の出力を検出するＰＤ６０１〜６０４を具備し、各ＰＤの検出出力情報は、ＰＤモニタ６４０によって集線され、励起ＬＤの障害情報が、モニタ情報受信部６２０に出力される。モニタ情報受信部６２０は、励起光モニタ部５３と信号光モニタ部５２からの情報に加えて、自中継器が備える励起光源の障害等に関する情報もモニタし、ＬＤドライバ６１０によって前段増幅区間１２（１３）、２２（２３）を励起する励起光に重畳して送信することができ、縦続してつながっている各中継器の励起光源に関する情報を前段への励起光に多重しリレーして送信端局に送信することができる。送信端局では、励起光を介して伝送路障害情報と各中継器の励起光源の障害等の情報を各中継器のリレーによって集中的に収集することができる。これによって、伝送路の障害か、励起ＬＤの障害かの、さらに詳細な状態の特定が可能となる。また隣接中継器間でモニタ値の比較を行うことにより、より正確なファイバ特性などが検出できる。
【００２２】
以上の実施形態の説明では、後方励起の場合を説明したが、前方励起であっても同様に構成でき、同様な効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明ではラマン増幅中継伝送システムにおいて隣接中継器から注入されるラマン増幅用励起光をモニタすることにより、中継スパンの伝送路の障害、品質劣化を検出する構成をとっているため、従来検出できなかった中継器内の特定の励起レーザの出力異常を検出することが可能であり、かつモニタ自体は１中継区間で行うため、励起光が起こす非線形効果による劣化の割合が少なくてすむ。
本発明では中継スパン伝播後の励起光情報をモニタすることにより、ファイバの障害を検出することができる他、励起レーザの状態を確認することが可能である。特に励起光源ユニット１１０で信号光モニタ部からの情報に基づき波長多重信号光の出力一定制御ＡＬＣを実施しているような場合、各中継器からの出力レベルは見掛け上一定出力で動作しているが、各励起レーザの出力が、出力限界までパワーをあげているような場合があり、この場合、複数の励起レーザが正常に動作しているかどうか判定できない。しかし、励起光を出力している中継器自体において励起光出力をモニタすることによりＡＬＣを実施している中継器においても励起レーザの過出力あるいは出力していない等の情報を検出できる。
さらに、本発明では、隣接中継器から、送信元中継器のラマン増幅用励起光の出力をオン／オフ制御を実施することにより、中継スパンのスパンロスやラマン利得を測定することが可能である。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のラマン増幅中継伝送システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のラマン増幅中継器が備える監視部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のラマン増幅中継器が備える励起レーザ制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のラマン増幅中継伝送システムの第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のラマン増幅中継器が備える励起レーザ制御部の別なる構成を示すブロック図である。
【図６】光増幅中継伝送路における信号光のレベルダイアグラムを示す説明図である。
【図７】従来の希土類添加光ファイバ増幅中継システムの構成を示すブロック図である。
【図８】ラマン増幅の概要を説明する説明図である。
【符号の説明】
１１    光ファイバ伝送路
５２    信号光モニタ部
５３    励起光モニタ部
３０１〜３０４    ＬＤ
１０１    監視部
１００    ラマン増幅中継器
１１０    励起光源ユニット
１１１    光サーキュレータ
２００    ラマン増幅中継器
３００    励起レーザ制御部
３１０    ＬＤドライバ
３２０    モニタ情報受信部
３３０    制御信号生成部
【図１】
2004172750.tif 000003
【図２】
2004172750.tif 000004
【図３】
2004172750.tif 000005
【図４】
2004172750.tif 000006
【図５】
2004172750.tif 000007
【図６】
2004172750.tif 000008
【図７】
2004172750.tif 000009
【図８】
2004172750.tif 000010