(57)【要約】【課題】光伝送路上に光増幅媒体を含む構成においても回線障害の解消による導通を確実に検出して光出力を復帰させることのできる自動出力復帰方法および光通信システムを提供する。【解決手段】本発明の自動出力復帰方法を適用した光通信システムでは、光伝送路２に用いられる光ファイバおよび該光伝送路２上の光増幅媒体の各損失波長特性を合成して得た損失波長特性を基に波長設定を行った低い伝送レートを有するパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴが、回線障害発生時に光送信局１および光受信局４の間で送受信されることで導通の検出が行われ、その導通検出の結果に応じて回線障害発生時の出力状態が正常運用時の出力状態に自動的に復帰される。【選択図】図１
2004274265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、
前記光伝送路の光増幅媒体以外の部分に用いられる光伝送媒体の損失波長特性と、前記光増幅媒体の回線障害発生時の状態における損失波長特性とを合成して得た損失波長特性について損失が最も小さくなる波長に対応させてパイロット信号光の波長設定を行い、少なくとも回線障害の発生時に、前記パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出し、
該光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする自動出力復帰方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自動出力復帰方法であって、前記パイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定したことを特徴とする自動出力復帰方法。
【請求項３】
光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路にラマン増幅用の励起光を光受信局側から供給し、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介してラマン増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、
回線障害の発生時、前記ラマン増幅用の励起光を前記所定のレベル以下のパワーに制御することでパイロット信号光に切り替えて光受信局から光伝送路に送出し、
該光伝送路に送出されたパイロット信号光を光送信局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする自動出力復帰方法。
【請求項４】
光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
前記光伝送路の光増幅媒体以外の部分に用いられる光伝送媒体の損失波長特性と、前記光増幅媒体の回線障害発生時の状態における損失波長特性とを合成して得た損失波長特性について損失が最も小さくなる波長に対応させてパイロット信号光の波長設定を行い、少なくとも回線障害の発生時に、前記パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路にラマン増幅用の励起光を光受信局側から供給し、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介してラマン増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
回線障害の発生時、前記ラマン増幅用の励起光を前記所定のレベル以下のパワーに制御することでパイロット信号光に切り替えて光受信局から光伝送路に送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を光送信局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
前記主信号光の波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域にパイロット信号光を設定し、回線障害の発生時に前記主信号光を光送信局から光伝送路に送出すると共に、パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信における回線障害の発生により遮断等された光出力を導通検出に応じて自動的に復帰させるための技術に関し、特に、光伝送路上に光増幅媒体を含むときの自動出力復帰方法およびその方法を適用した光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）などの国際規格では、ハイパワーの通信用レーザ光について、回線障害が発生したとき規定時間内に光パワーを安全光レベル（クラス１：平均パワー＋１０ｄＢｍ以下）まで低減することを求めており、この規格は既存の無中継伝送システム等の各種光通信システムにも適用される。
【０００３】
上記の無中継伝送システムは、送信部から光伝送路に送出される光信号を中継装置を用いずに受信部まで伝送するシステムである。また、ラマン増幅や遠隔励起方式の光増幅を適用して伝送距離の長距離化を図った無中継伝送システムも実用化されている。ラマン増幅等を適用した光伝送技術については中継装置の有無を問わず多数の提案がなされており、具体例を挙げると、励起光および増幅光のパワー制御に関する技術（例えば、特許文献１，２参照）や、ラマン増幅による利得の波長依存性制御に関する技術（例えば、特許文献３，４参照）などが知られている。
【０００４】
上記のような従来の無中継光伝送システムにおいて、光伝送路に用いられる光ケーブルの切断等による回線障害が発生した場合には、その障害発生を自動的に検出して送信部および受信部（ラマン増幅や遠隔励起方式の光増幅を行うための励起光源を受信部に含む場合）の動作を停止させる自動出力遮断方式（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｈｕｔ  Ｄｏｗｎ：ＡＰＳＤ）を適用して、高レベルのレーザ光が外部に出射されることを防ぎ安全の確保を図っている。このようなＡＰＳＤを適用したシステムでは、例えば、送信部から送出されるクラス１の安全光レベルに設定された１Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを有する監視制御信号光（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＯＳＣ）を利用して、自動回線障害検出、自動導通検出、並びに、送信部および受信部の停止／再起動などの処理が行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５１００６号
【特許文献２】
特開２００２−５７６２４号
【特許文献３】
特開２００１−２２３６４６号
【特許文献４】
特開２００１−２４９３６９号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなラマン増幅や遠隔励起方式による光増幅を適用した従来の無中継伝送システムでは、伝送距離が長いため光伝送路で生じる損失が非常に大きくなる。このため、回線障害の発生時において、前述したように送信部から送出される監視制御信号光（光パワーが安全光レベルで、伝送レートが１Ｍｂｐｓ程度）を受信部で受信することが困難になり、回線障害の解消による導通を確実に検出可能にするためには、受信部の回路設計に対する負荷が非常に大きくなってしまうという問題点がある。
【０００７】
具体的な一例として、ラマン増幅を適用した無中継伝送システムの場合について考えてみる。この場合の伝送条件として、例えば、伝送距離が２５０ｋｍ、光伝送路に用いられる光ケーブルの経時劣化後の損失が０．１９０ｄＢ／ｋｍ、光ケーブル切断後の割り入れによる損失が３．２ｄＢ、システムを構成する機器の損失およびスプライス損が７ｄＢであると想定すると、送信部から受信部までの損失の合計は、０．１９０ｄＢ／ｋｍ×２５０ｋｍ＋３．２ｄＢ＋７ｄＢ＝５７．７ｄＢとなる。従って、回線障害の発生後に送信部から送出される監視制御信号光のパワーが＋７ｄＢｍ、伝送レートが１．５Ｍｂｐｓ、波長が１５７５±１０ｎｍであるとすると、ラマン増幅用の励起光の供給が停止された状態で受信部に到達する監視制御信号光のパワーはおよそ−５１ｄＢｍまで低下してしまう。
【０００８】
また、遠隔励起方式の光増幅を適用した無中継伝送システムの場合については、光伝送路上に設けられる光増幅媒体（例えば、エルビウムドープファイバ等）が非励起時には吸収（損失）媒体となるため、受信部に到達する監視制御信号光のパワーはさらに低下する。具体的に、伝送条件として、例えば、伝送距離が４００ｋｍ、光伝送路に用いられる光ケーブル（低損失タイプ）の経時劣化後の損失が０．１８０ｄＢ／ｋｍ、光ケーブル切断後の割り入れによる損失が３．２ｄＢ、システムを構成する機器の損失およびスプライス損が７ｄＢ、光増幅媒体での吸収が１５ｄＢであると想定すると、送信部から受信部までの損失の合計は、０．１８０ｄＢ／ｋｍ×４００ｋｍ＋３．２ｄＢ＋７ｄＢ＋１５ｄＢ＝９７．２ｄＢとなる。従って、上記ラマン増幅の場合と同様の条件の監視制御信号光が回線障害の発生後に送信部から送出されると、受信部に到達する監視制御信号光のパワーはおよそ−９０．２ｄＢｍまで低下してしまう。
【０００９】
上記のような微弱なパワーの監視制御信号光を受信部で確実に受信するためには、非常に高感度な受信回路が要求されることになり、その実現が極めて困難であって、たとえ実現できたとしても高コストなシステムになってしまう。
【００１０】
なお、回線障害の発生時に送信部から送出される監視制御信号光の平均パワーを抑える方法の１つとして、幅の狭いパルス状の信号を監視制御信号光として使用することが考えられるが、このようなパルス状の信号光は、ピークパワーが高くなるため、安全光レベルの規格を満たしていても人体保護の観点から推奨されるものではない。
【００１１】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、光伝送路上に光増幅媒体を含む構成においても回線障害の解消による導通を確実に検出して光出力を復帰させることのできる自動出力復帰方法および光通信システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の自動出力復帰方法の１つの態様は、光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、前記光伝送路の光増幅媒体以外の部分に用いられる光伝送媒体の損失波長特性と、前記光増幅媒体の回線障害発生時の状態における損失波長特性とを合成して得た損失波長特性について損失が最も小さくなる波長に対応させてパイロット信号光の波長設定を行い、少なくとも回線障害の発生時に、前記パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出し、該光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とするものである。
【００１３】
かかる自動出力復帰方法では、光伝送路に用いられる光伝送媒体および光増幅媒体の各損失波長特性を合成して得た損失波長特性に基づいて、回線障害発生時に伝送損失が最小となるようにパイロット信号光の波長設定が行われるため、回線障害発生時に増幅作用の停止状態にある光増幅媒体が光伝送路上に存在しても、一方の局からの送信時のパワーが所定のレベル（例えば、安全光レベル等）以下に抑えられたパイロット信号光を他方の局で受信することが可能となり、そのパイロット信号光の受信により導通（回線障害の解消）を検出することで、出力パワーの抑えられていた光を正常運用時の状態に自動的に復帰させることができるようになる。
【００１４】
また、本発明の自動出力復帰方法の他の態様は、光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路にラマン増幅用の励起光を光受信局側から供給し、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介してラマン増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、回線障害の発生時、前記ラマン増幅用の励起光を前記所定のレベル以下のパワーに制御することでパイロット信号光に切り替えて光受信局から光伝送路に送出し、該光伝送路に送出されたパイロット信号光を光送信局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる自動出力復帰方法では、正常運用時に光受信局から光伝送路に供給されるラマン増幅用の励起光を回線障害の発生時にパイロット信号光に切り替えて光伝送路に送出し、そのパイロット信号光を光送信局で受信して導通を検出することにより、回線障害の発生時に出力パワーの抑えられていた光を正常運用時の出力状態に自動的に復帰させることが可能になる。
【００１６】
上記各態様の自動出力復帰方法については、パイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定するようにしてもよい。このように伝送レートを低く設定したパイロット信号光を用いることで、使用する帯域幅が狭くなり通信に妨害を与える雑音の量が減るため、実現が容易で安価な回路により高感度な受信処理を行うことができるようになる。
【００１７】
また、上記のパイロット信号光が一方の局から伝送される他方の局は、受信光の波長および伝送レートに基づいてパイロット信号光の受信を判別するのが好ましい。これにより、受信時に発生する暗電流等との識別が容易になるため、パイロット信号光が受信されたか否かを正確に判別して、導通の検出を確実に行うことができるようになる。
【００１８】
加えて、本発明の自動出力復帰方法の別の態様は、光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、前記主信号光の波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域にパイロット信号光を設定し、回線障害の発生時に前記主信号光を光送信局から光伝送路に送出すると共に、パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出し、該光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする。
【００１９】
かかる自動出力復帰方法では、主信号光を励起光とする光伝送路におけるラマン効果によってパイロット信号光が増幅されるようになり、パイロット信号光のダイナミックレンジを拡大できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
【００２１】
図１は、本発明の自動出力復帰方法を適用した無中継伝送システムの第１実施形態を示す構成図である。
図１において、本無中継伝送システムは、例えば、光送信局１から送出される光信号を、光伝送路２およびその光伝送路２上に配置した遠隔励起方式のエルビウムドープ光ファイバ増幅器（以下、リモートＥＤＦＡとする）３を介して光受信局４に伝送するシステム構成を備える。
【００２２】
光送信局１は、例えば、主信号光送信部１１、ＷＤＭ光アンプ１２、パイロット信号光送信部１３、ＷＤＭカプラ１４およびＯＳＣ送信部１５を有する。
主信号光送信部１１は、波長の異なる複数の光信号を合波したＷＤＭ信号光（以下、主信号光ＬＳとする）を発生してＷＤＭ光アンプ１２に出力する。この主信号光送信部１１から出力される主信号光ＬＳは、後述するように光伝送路２に用いられる光ファイバの損失波長特性に応じて、光伝送路２における伝送損失が小さくなるように波長帯域の設定が行われているものとする。なお、ここでは主信号光としてＷＤＭ信号光を適用する場合について説明するが、ＷＤＭ信号光に代えて単一波長の光信号を主信号光とすることも可能である。
【００２３】
ＷＤＭ光アンプ１２は、主信号光送信部１１から出力される主信号光ＬＳを予め設定された光パワーレベルまで増幅し、その増幅した主信号光ＬＳをＷＤＭカプラ１４を介して光伝送路２に送出する。このＷＤＭ光アンプ１２から送出される主信号光ＬＳのパワーは、通常の運用時において非常に高いレベルとなるため、回線断等の障害が発生した場合には国際規格に従って安全光レベルまで低減させる必要がある。
【００２４】
パイロット信号光送信部１３は、例えば、光源１３Ａ、駆動回路１３Ｂおよび波長ロッカ１３Ｃからなる。光源１３Ａは、回線障害の発生時に導通を検出するためのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを発生する半導体レーザ等を用いた一般的な光源である。この光源１３Ａは、駆動回路１３Ｂから供給される駆動電流に従ってパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの出力状態が制御される。光源１３Ａで発生するパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、後述するように光伝送路２に用いられる光ファイバの損失波長特性と、リモートＥＤＦＡ３の光増幅媒体として用いられるエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）の損失波長特性とを考慮して波長設定が行われている。また、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、低周波変調された駆動電流を光源１３Ａに供給することで例えば１０ｋｂｐｓ等の低い伝送レートの信号光とされる。波長ロッカ１３Ｃは、光源１３Ａで発生する光の波長が変動した場合でもパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴが所要の波長で一定となるように、光源１３Ａの出力波長を安定化させる公知の光デバイスである。なお、光源１３Ａの出力波長の安定化は、波長ロッカによるものだけに限られるものではなく、例えば、光源１３Ａの温度制御等によって行ってもよい。
【００２５】
ＷＤＭカプラ１４は、ＷＤＭ光アンプ１２からの主信号光ＬＳとパイロット信号光送信部１３からのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴとを合波して光伝送路２に送るものである。
【００２６】
ＯＳＣ送信部１５は、システムの運用状態を示す一般的な監視制御信号光（ＯＳＣ）を主信号光ＬＳと伴に光受信局４に伝達するものである。具体的に本システムでは、例えば、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に設定された所要のデータ領域を利用して監視制御信号光に相当する情報を光受信局４に伝える公知の方式が上記のＯＳＣ送信部１５に適用されるものとする。従って、ここでは主信号光ＬＳが監視制御信号光としての機能を包含することになる。
【００２７】
光伝送路２は、光送信局１および光受信局４の間を光学的に接続するものであり、光通信に利用される一般的な光ファイバが使用される。この光伝送路２は、使用する光ファイバの種類等によって若干相違はするが、基本的に例えば図２（Ａ）に示すような損失波長特性を有するものである。この図２（Ａ）の損失波長特性においては、１５７５ｎｍ±１０ｎｍの波長帯において損失が最小となる。このため、前述した主信号光ＬＳの波長帯域の設定は、上記の波長帯に対応させて行われる。
【００２８】
リモートＥＤＦＡ３は、光伝送路２上に挿入されたエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）を有し、光受信局４から光伝送路２に送出される遠隔励起光ＬＰＵＭＰが主信号光ＬＳとは逆方向に光伝送路２を伝搬してＥＤＦに供給されることにより、そのＥＤＦを通過する主信号光ＬＳを所要のレベルまで増幅する。上記のＥＤＦは、希土類元素の１つであるエルビウム（Ｅｒ）を光ファイバに添加したものであり、遠隔励起光ＬＰＵＭＰが供給されている状態では主信号光ＬＳに対して光増幅媒体となり、遠隔励起光が供給されていない状態では主信号光ＬＳに対して吸収（損失）媒体となる。遠隔励起光の非供給時におけるＥＤＦは、例えば図２（Ｂ）に示すような損失波長特性を有する。なお、ここではＥＤＦを光増幅媒体とする遠隔励起方式の光増幅器を光伝送路２上に配置する一例を示したが、本発明はこれに限らず、エルビウム以外の他の希土類元素を添加した光ファイバを光増幅媒体として利用した遠隔励起方式の光増幅器を光伝送路２上に配置することも可能である。
【００２９】
光受信局４は、例えば、ＷＤＭ光アンプ４１、主信号光受信部４２、励起光源４３、駆動回路４４、ＷＤＭカプラ４５，４６、パイロット信号光受信部４７およびＯＳＣ受信部４８を有する。
【００３０】
ＷＤＭ光アンプ４１は、光伝送路２を伝搬して光受信局４まで伝送された主信号光ＬＳを受信処理に必要なレベルまで増幅して主信号光受信部４２に出力する。主信号光受信部４２は、ＷＤＭ光アンプ４１で増幅された主信号光ＬＳの受信処理を実行する。この主信号光受信部４２で行われる受信処理は、従来のシステムで実行される主信号光の受信処理と同様のものである。また、主信号光受信部４２に入力される主信号光ＬＳの一部はＯＳＣ受信部４８に与えられ、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に含まれる監視制御情報の受信処理がＯＳＣ受信部４８で実行される。ＯＳＣ受信部４８は、受信した監視制御信号を基にシステムの運用状態、回線障害の発生の有無等を判断して、正常運用時には、監視制御信号に示される運用状態に応じて各部の動作を制御する。また、回線障害の発生時には、遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給および光送信局１側からの主信号光ＬＳの送出を遮断する（または、各々を安全光レベルまで低減する）ための制御信号を駆動回路４４および光送信局１側のＷＤＭ光アンプ１２にそれぞれ送り、高レベルのレーザ光が外部に放出されないようにする。
【００３１】
励起光源４３は、光伝送路２上のリモートＥＤＦＡ３に供給する遠隔励起光ＬＰＵＭＰを発生する一般的な光源である。この励起光源４３は、駆動回路４４から供給される駆動電流に従って遠隔励起光ＬＰＵＭＰの出力状態が制御される。上記の励起光源４３から出力される遠隔励起光ＬＰＵＭＰのパワーも、通常の運用時において非常に高いレベルとなるため、回線断等の障害が発生した場合には国際規格に従って安全光レベルまで低減させる必要がある。上記のような励起光源４３から出力される遠隔励起光ＬＰＵＭＰは、ＷＤＭカプラ４５で主信号光ＬＳの伝搬方向とは逆方向に合波されて光伝送路２に送出される。
【００３２】
ＷＤＭカプラ４６は、光伝送路２からＷＤＭ光アンプ４１に送られる光のうちからパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴに対応した波長帯の光を分波する。このＷＤＭカプラ４６で分波された光はパイロット信号光受信部４７に送られる。パイロット信号光受信部４７は、例えば、光フィルタ４７Ａおよび受信器４７Ｂを有し、ＷＤＭカプラ４６からの光が光フィルタ４７Ａを介して受信器４７Ｂに与えられる。光フィルタ４７Ａは、狭帯域のバンドパスフィルタであって、透過帯の中心波長がパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長に一致させて設定されている。受信器４７Ｂは、光フィルタ４７Ａを透過した光を受信し、その受信信号が所定の伝送レート（ここでは、前述した１０ｋｂｐｓ等）に一致することを確認して、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴが受信されたか否かを判別する。そして、受信器４７Ｂは、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの受信により導通を検出し、遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給および主信号光ＬＳの送信を回線障害発生前の状態に復帰させるための制御信号を駆動回路４４および光送信局１にそれぞれ送る。
【００３３】
ここで、光送信局１のパイロット信号光送信部１３と光受信局４のパイロット信号光受信部４７との間で送受信されるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴについて詳しく説明する。
【００３４】
パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、前述したように回線障害発生時における導通を検出するために光送信局１および光受信局の間で送受信される信号光である。このパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、光伝送路２および遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給が途絶えたリモートＥＤＦＡ３を伝送した場合でも、従来の自動導通検出に利用されていた監視制御信号光に比べて伝送損失を抑えることが可能な波長に設定されていることが１つの特長である。また、上記のパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、監視制御信号光とは別の導通検出専用の信号光とすることで、回線障害時に伝送する信号光の伝送レートを低減可能にして、受信側の回路設計を容易にしていることも他の特長である。
【００３５】
具体的に、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長は、前述の図２（Ａ）に示した光伝送路２に用いられる光ファイバの損失波長特性と、前述の図２（Ｂ）に示したリモートＥＤＦＡ３の光増幅媒体（ＥＤＦ）の損失波長特性とを合成して得られる、図２（Ｃ）に示すような損失波長特性に基づいて、回線障害時に光送信局１から光受信局４まで伝送される時の損失が最も小さくなる波長帯域に設定される。すなわち、図２（Ｃ）の損失波長特性においては、１６００ｎｍ±１０ｎｍ付近が最も低損失となるため、この波長帯域を含んだ損失の低い波長帯域内にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの中心波長が設定される。より詳しくは、１６００ｎｍ±３０ｎｍの波長帯域内にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの中心波長を設定するのが望ましい。
【００３６】
なお、従来の自動導通検出に利用される監視制御信号光の波長は、主信号光とは別の波長帯に配置される場合、光伝送路２に用いられる光ファイバの損失波長特性において伝送損失が最も小さくなる波長帯域などに設定されていた。具体的には、図２（Ａ）に示した損失波長特性に基づいて損失が最小となる１５７５ｎｍ±１０ｎｍ付近の波長帯域に設定されていた。また、ＩＥＥＥの規定によれば、主信号光ＬＳの波長を１５５０ｎｍ帯とするとき、監視制御信号光の波長として１５１０ｎｍが推奨されている。このような波長帯域に設定された監視制御信号光は、図２（Ｃ）に示した損失波長特性からも明らかなように、回線障害時に大きな伝送損失が発生することが分かる。
【００３７】
また、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの伝送レートについては、導通検出専用の信号光であるため、従来の監視制御信号光のように多くの情報を伝送可能な信号光とする必要はなく、基本的には連続光であっても導通検出は可能である。ただし、連続光とした場合、受信時に発生する暗電流等との識別が難しくなる可能性があるため、送信時に駆動電流に対して低周波変調をかけて例えば１０ｋｂｐｓ等の低い伝送レートのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴとして、上記の識別を容易にすることが望ましい。このような低い伝送レートのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、使用する帯域幅を狭く設定することができ、帯域幅が狭いほど通信に妨害を与える雑音の量も減るため、従来の１Ｍｂｐｓや１．５Ｍｂｐｓなどといった伝送レートの監視制御信号光に比べて、実現が容易で安価な回路により高感度な受信処理を行うことが可能になる。
【００３８】
上記のような伝送レートの低減による受信感度の改善効果を具体的に示すと次のようになる。例えば、１００ｋｂｐｓから５０ｋｂｐｓ等のように伝送レートを半分に落とすと雑音帯域も半分になるため、受信パワーが電気段では半分、光の状態では２−１／２＝０．７０７倍まで低下しても受信可能となる。これをデシベルで表すと、１０×ｌｏｇ（０．７０７）＝−１．５ｄＢとなり、伝送レートを半分（０．５倍）にすると受信感度は１．５ｄＢ改善するようになる。このような伝送レートの低減による受信感度改善量を一般化すると、次の（１）式に示すような関係で表すことができる。
【００３９】
受信感度改善量（ｄＢ）＝１０×ｌｏｇ｛１÷（１／伝送レート変更率）１／２｝  …（１）
上記（１）式の関係より、例えば、従来の監視制御信号光の伝送レートを１．５Ｍｂｐｓと想定して、受信感度改善量を伝送レート変更率に応じて計算した結果を次の表１にまとめておく。
【００４０】
【表１】
2004274265.tif 000003
次に、第１実施形態の無中継伝送システムの動作について説明する。
【００４１】
上記のような構成の無中継伝送システムでは、正常運用時、光送信局１において、主信号光送信器１１から送信されＷＤＭ光アンプ１２で増幅された光レベルの主信号光ＬＳがＷＤＭカプラ１４を介して光伝送路２に送出される。この主信号光ＬＳには、監視制御信号光に相当する情報がオーバーヘッド部分の所要のデータ領域に含まれており、主信号光ＬＳによって監視制御情報も同時に伝送される。光伝送路２に送出された主信号光ＬＳは、光受信局４の励起光源４３から出力される遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給を受けたリモートＥＤＦＡ３で増幅されながら光伝送路２を伝搬して光受信局４まで伝送される。
【００４２】
光受信局４では、光伝送路２からの主信号光ＬＳがＷＤＭカプラ４５，４６を介してＷＤＭ光アンプ４１に入力され、ＷＤＭ光アンプ４１で所要のレベルまで増幅された主信号光ＬＳが主信号光受信部４２に与えられて受信処理される。また、主信号光受信部４２に与えられた主信号光ＬＳの一部はＯＳＣ受信部４８にも送られ、ＯＳＣ受信部４８では、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に含まれる監視制御情報の受信処理およびそれに基づく所要の監視制御が行われる。
【００４３】
なお、正常運用時には、光送信局１のパイロット信号光送信部１３の動作が停止されていて、光送信局１から光受信局４へのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの伝送は行われないものとする。
【００４４】
そして、光ケーブルの切断等による回線障害が発生すると、従来の自動出力遮断方式と同様にして、監視制御信号光（ここでは、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に含まれる監視制御情報）を利用した回線障害発生の自動検出が光受信局４のＯＳＣ受信部４８で行われ、そのＯＳＣ受信部４８から出力される制御信号に従って、光送信局１のＷＤＭ光アンプ１２および光受信局４の駆動回路４４の各動作が制御されることにより、光送信局１側からの主信号光ＬＳの送出と、光受信局４側からの遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給とがそれぞれ遮断されるか、または、主信号光ＬＳおよび遠隔励起光ＬＰＵＭＰの各パワーが安全光レベルまで低減される。これにより、回線障害発生時に高レベルのレーザ光が外部に放出されることが回避される。
【００４５】
上記のような回線障害の発生時における自動出力遮断（または低減）動作により安全な状態が確保されると、次に、回線障害の解消による導通の検出を行うためのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴが光送信局１のパイロット信号光送信部１３からＷＤＭカプラ１４を介して光伝送路２に送出される。このパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、送信時のパワーが安全光レベルに抑えられているため、切断等された光ケーブルから外部に放出されたとしても人体を危険な状態に曝すことはない。また、上記のパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、その波長が光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３の両方の損失波長特性を考慮し、遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給が実質的に停止された状態での伝送損失が最も小さくなる波長帯に設定されているため、送信時のパワーがたとえ微弱であっても、回線障害が解消したときに光受信局４に到達するパワーはパイロット信号光受信部４７で受信可能なレベルが確保されたものとなる。仮に、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長が従来の導通検出に用いられていた監視制御信号光と同様の波長、すなわち、光伝送路２に用いられる光ケーブルの伝送損失が最小となる波長に設定されていた場合には、リモートＥＤＦＡ３で大きな損失を受けることになるため、回線障害が解消したとしてもパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを光受信局４で受信することは困難である。
【００４６】
具体的に、回線障害の発生後において導通を検出して遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給および主信号光ＬＳの送出を再開するまでの動作を、図３を参照しながら詳しく説明する。ここでは、図１に示したシステムを２つ組み合わせて上り回線および下り回線にそれぞれ対応した構成を想定し、上り回線側の光伝送路２上（図３の黒丸印）で回線障害が発生したときの復帰動作が下り回線を利用して行われる一例について具体的に考えることにする。なお、上り回線側での回線障害の発生により下り回線側の遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給および主信号光ＬＳの送出も遮断等されるものとする。
【００４７】
光伝送路２上で発生した回線障害が解消されると、上り回線側の光送信局１から送出されたパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３を伝搬して光受信局４に到達し、ＷＤＭカプラ４５，４６を通ってパイロット信号光受信部４７に送られる（図３中の（１）に対応する矢印）。パイロット信号光受信部４７では、ＷＤＭカプラ４６からの光の波長および伝送レートを基にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの受信が判別されて導通が検出される。
【００４８】
導通を検出したパイロット信号光受信部４７は、自局内の駆動回路４４に制御信号を出力して（図３中の（２）に対応する矢印）、励起光源４３の駆動状態を正常時の状態に復帰させて所要のパワーの遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させる。また、これと同時にパイロット信号光受信部４７は、下り回線側の光送信局１’にも制御信号を送り（図３中の（３）に対応する矢印）、ＷＤＭ光アンプ１２’の動作状態を正常時の状態に復帰させて、上り回線側で発生した回線障害が復帰したことを示す監視制御情報をオーバーヘッド部分に乗せた下りの主信号光ＬＳ’が主信号光送信部１１’からＷＤＭ光アンプ１２’およびＷＤＭカプラ１４’を介して光伝送路２’に送出されるようにする。
【００４９】
下り回線側の光伝送路２’に送出された主信号光ＬＳ’が光受信局４’で受信され、オーバーヘッド部分の監視制御情報がＯＳＣ受信部４８’で識別されると、自局内の駆動回路４４’に制御信号を出力して（図３中の（４）に対応する矢印）、励起光源４３’の駆動状態を正常時の状態に復帰させて所要のパワーの遠隔励起光ＬＰＵＭＰ’の供給を再開させる。また、これと同時にこれと同時にＯＳＣ受信部４８’は、上り回線側の光送信局１にも制御信号を送り（図３中の（５）に対応する矢印）、主信号光送信部１１およびＷＤＭ光アンプ１２の動作状態を正常時の状態に復帰させて、上りの主信号光ＬＳが主信号光送信部１１からＷＤＭ光アンプ１２およびＷＤＭカプラ１４を介して所要のハイパワーで光伝送路２に送出されるようにする。さらに、このとき、パイロット信号光送信部１３の動作が停止されて上り回線へのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの送信が終了する（図３中の（６）に対応する矢印）。
【００５０】
上記のような一連の動作により、回線障害の発生時における導通の検出がパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを利用して行われ、上下回線についての遠隔励起光ＬＰＵＭＰ，ＬＰＵＭＰ’の供給および主信号光ＬＳ，ＬＳ’の送出が自動的に復帰されるようになる。
【００５１】
このように第１実施形態の無中継伝送システムによれば、光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３の各損失波長特性を合成して得られる損失波長特性に基づいて波長を設定したパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを用いて導通の検出を行うようにしたことで、遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給が停止されたリモートＥＤＦＡ３が光伝送路２上に存在しても、送信時のパワーが安全光レベルに抑えられたパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを光受信局４で受信することが可能になる。また、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを低い伝送レートの信号光とすることにより、受信時に発生する暗電流等との識別を容易に行うことができる。このようなパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを受信処理する回路は、従来の監視制御信号光を受信処理するための回路に比べて容易に実現できるため、受信回路の設計に対する負荷を軽減することが可能である。
【００５２】
なお、上記の第１実施形態では、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に監視制御情報を乗せるようにしたが、本発明における監視制御情報の伝送方式は上記に限られるものではない。例えば、主信号光ＬＳとは波長の異なる監視制御信号光を別に設けるようにしてもよい。この場合、正常運用時に監視制御信号光を光送信局１および光受信局４の間で伝送し、回線障害の発生が検出されると上記の監視制御信号光に代えてパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを伝送するようにすればよい。また例えば、回線障害の発生時に伝送するパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを障害解消後の監視制御信号光として利用することも可能である。すなわち、安全光レベルかつ低い伝送レートのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを利用して導通が検出されると、そのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの伝送レートを上げて監視制御情報を乗せると共に出力パワーを増大させて、復帰後の正常運用時に伝送する監視制御信号光に切り替えるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、上記の第１実施形態では、回線障害の発生時にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを送出し、回線が正常な状態に復帰するとパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの送出を停止する一例を示したが、正常運用時にもパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを送出し続けるようにすることも可能である。
【００５４】
加えて、リモートＥＤＦＡ３に対する遠隔励起光ＬＰＵＭＰが光受信局４側から供給される構成例を示したが、光送信局１側から遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給を行うようにしてもよい。
【００５５】
また、前述したような第１実施形態におけるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長設定の応用例として、主信号光ＬＳの波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域内にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを設定し、主信号光ＬＳを励起光として利用した光伝送路２におけるラマン効果によってパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの増幅を行うことも有効である。ただし、この場合には回線障害発生後にもある程度のパワーの主信号光ＬＳが光伝送路２に送信され続けるものとする。このようなパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの増幅は、励起光の周波数よりも１３．２ＴＨｚ低い周波数にラマン利得のピークが生じるという特性を利用したものあり、一般的な１５５０ｎｍ帯の主信号光ＬＳでは略１００ｎｍ長波長側で最大のラマン利得が得られる。そこで、主信号光ＬＳを励起光として利用してパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴのラマン増幅を行うことにより、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴのダイナミックレンジを拡大できるようになる。加えて、上記のラマン利得は、ピーク波長だけに集中するものではなくその前後の広い範囲（〜１１０ｎｍ程度）で増幅効果が生じるため、前述した第１実施形態の波長設定、すなわち、１５５０ｎｍ帯の主信号光ＬＳに対してパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長を１６００±３０ｎｍに設定する場合においても、主信号光ＬＳの主に短波長側の励起作用によってパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴをラマン増幅することが可能となる。従って、回線障害発生後にも主信号光ＬＳを送信するようにすることは、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴのダイナミックレンジ拡大に有効である。
【００５６】
次に、本発明の自動出力遮断復帰方法を適用した無中継伝送システムの第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態の無中継伝送システムを示す構成図である。
【００５７】
図４において、第２実施形態は、ラマン増幅を適用して伝送距離の長距離化を図った無中継伝送システムについて、正常運用時に受信側から光伝送路２に供給するラマン増幅用の励起光を、回線障害の発生後においては、上記の第１実施形態におけるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴに対応する導通検出専用の信号光として受信側から送信側に伝送するようにしたものである。
【００５８】
具体的に、本実施形態の無中継伝送システムは、光送信局５から送出される主信号光ＬＳを光伝送路２を介してラマン増幅しながら光受信局６に伝送するシステム構成について、光受信局６が、正常運用時にはラマン増幅用の励起光ＬＰＵＭＰを光伝送路２に供給し、回線障害の発生時には上記ラマン増幅用の励起光ＬＰＵＭＰをパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴとして光送信局５に送信する、励起光源６１、駆動回路６２およびＷＤＭカプラ６３を備える。また、光送信局５が、回線障害の発生時に光受信局６から光伝送路２を介して伝えられるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを受信して導通を検出し、主信号光ＬＳの送出およびラマン励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させる、ＷＤＭカプラ５１およびパイロット信号光受信部５２を備える。
【００５９】
なお、光送信局５に設けられる主信号光送信部１１、ＷＤＭ光アンプ１２およびＯＳＣ送信部１５と、光受信局６に設けられるＷＤＭ光アンプ４１、主信号光受信部４２およびＯＳＣ受信部４８と、光送信局５および光受信局６の間を接続する光伝送路２とは、前述した第１実施形態の対応する各構成と同様であるためここでの説明を省略する。
【００６０】
光受信局６に設けられる励起光源６１は、光伝送路２を伝搬する主信号光ＬＳをラマン増幅することが可能な所要の波長およびパワーを有する励起光ＬＰＵＭＰを発生することが可能な一般的なラマン増幅用の励起光源である。この励起光源６１は、駆動回路６２から供給される駆動電流に従って出力状態が制御され、正常運用時における高レベルのラマン励起光ＬＰＵＭＰの供給と、回線障害発生時における安全光レベルのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの送出とが切り替えられる。また、回線障害発生時に送出するパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、低周波変調された駆動電流を励起光源６１に供給することで例えば１０ｋｂｐｓ等の低い伝送レートの信号光とされている。上記励起光源６１の出力状態の切り替えは、後述するようにＯＳＣ受信部４８と光送信局５側のパイロット信号光受信部５２とから駆動回路６２に伝えられる制御信号に応じて行われる。励起光源６１から出力されるラマン励起光ＬＰＵＭＰまたはパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、ＷＤＭカプラ６３で主信号光ＬＳの伝搬方向とは逆方向に合波されて光伝送路２に送出される。
【００６１】
光送信局５に設けられるＷＤＭカプラ５１は、光伝送路２を主信号光ＬＳとは逆方向に伝搬して光送信局５に到達した光のうちからパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴに対応した波長帯の光を分波する。このＷＤＭカプラ５１で分波された光はパイロット信号光受信部５２に送られる。パイロット信号光受信部５２は、例えば、光フィルタ５２Ａおよび受信器５２Ｂを有し、ＷＤＭカプラ５１からの光が光フィルタ５２Ａを介して受信器５２Ｂに与えられる。光フィルタ５２Ａは、狭帯域のバンドパスフィルタであって、透過帯の中心波長がパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの波長、すなわち、ラマン励起光ＬＰＵＭＰの波長に一致させて設定されている。受信器５２Ｂは、光フィルタ５２Ａを透過した光を受信し、その受信信号が所定の伝送レート（ここでは、前述した１０ｋｂｐｓ等）であることを確認して、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴが受信されたか否かを判別する。そして、受信器５２Ｂは、パイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの受信により導通を検出し、主信号光ＬＳの送信およびラマン励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させるための制御信号をＷＤＭ光アンプ１２およびＯＳＣ送信部１５、並びに、光受信局６の駆動回路６２にそれぞれ送る。
【００６２】
次に、第２実施形態の無中継伝送システムの動作について説明する。
上記のような構成の無中継伝送システムでは、正常運用時、前述した第１実施形態の場合と同様にして、監視制御情報をオーバーヘッド部分に含んだ高レベルの主信号光ＬＳが光送信局５から光伝送路２に送出され、その主信号光ＬＳは光受信局６から出力される励起光ＬＰＵＭＰの供給を受けた光伝送路２でラマン増幅されながら光受信局６まで伝送される。光受信局６では、光伝送路２からの主信号光ＬＳがＷＤＭカプラ６３およびＷＤＭ光アンプ４１を介して主信号光受信部４２に与えられて受信処理されると共に、その主信号光ＬＳの一部がＯＳＣ受信部４８にも送られてオーバーヘッド部分に含まれる監視制御情報の受信処理と、それに基づく所要の監視制御とが行われる。
【００６３】
そして、回線障害が発生すると、従来の自動出力遮断方式と同様にして、監視制御信号光（ここでは、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に含まれる監視制御情報）を利用した回線障害発生の自動検出が光受信局６のＯＳＣ受信部４８で行われる。回線障害発生を検出したＯＳＣ受信部４８は、励起光源６１の出力パワーを安全光レベルまで低下させると共に、低周波変調された駆動電流が励起光源６１に与えられるようにする制御信号を駆動回路６２に出力し、光伝送路２に供給していたラマン増幅用の励起光ＬＰＵＭＰを導通検出を行うためのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴに切り替える。また、ＯＳＣ受信部４８は、光送信局５側からの主信号光ＬＳの送出を遮断させるか、または、安全光レベルまで低減させる制御信号を光送信局５に出力する。これにより、回線障害発生時に高レベルのレーザ光が外部に放出されることが回避されると同時に、光受信局６から光送信局５に向けて送出されるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを利用した導通検出が開始される。
【００６４】
具体的に、回線障害の発生後において導通を検出して主信号光ＬＳの送出およびラマン励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開するまでの動作を、図５を参照しながら詳しく説明する。ここでも前述の図３に示した場合と同様にして、図４に示したシステムを２つ組み合わせて上り回線および下り回線にそれぞれ対応した構成を想定し、上り回線側の光伝送路２上（図５の黒丸印）で回線障害が発生したときの復帰動作が下り回線を利用して行われる一例について具体的に考えることにする。
【００６５】
光伝送路２上で発生した回線障害が解消すると、上り回線側の光受信局６から送出されたパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、光伝送路２を伝搬して光送信局５に到達し、ＷＤＭカプラ５１を通ってパイロット信号光受信部５２に送られる（図５中の（１）に対応する矢印）。パイロット信号光受信部５２では、ＷＤＭカプラ５１からの光の波長および伝送レートを基にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの受信が判別されて導通が検出される。
【００６６】
導通を検出したパイロット信号光受信部５２は、自局内のＷＤＭ光アンプ１２およびＯＳＣ送信部１５に制御信号を出力し（図５中の（２）に対応する矢印）、正常運用時の主信号光ＬＳが主信号光送信部１１からＷＤＭ光アンプ１２およびＷＤＭカプラ５１を介して光伝送路２に送出されるようにする。また、これと同時にパイロット信号光受信部５２は、下り回線側の光受信局６’の駆動回路６２’にも制御信号を送り（図５中の（３）に対応する矢印）、上り回線側で発生した回線障害が解消したことを示す情報を含んだパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴ’を下り回線を介して光送信局５’に送った後、そのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴ’のパワーを正常運用時の高レベルに移行させて、下り回線側の光伝送路２’に対するラマン励起光ＬＰＵＭＰ’の供給を再開させる。
【００６７】
下り回線側の光伝送路２’に送出された回線障害の解消を示す情報を含んだパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴ’が光送信局５’のパイロット信号光受信部５２’で受信されて上り回線の復旧が識別されると（図５中の（４）に対応する矢印）、パイロット信号光受信部５２’は、自局内のＷＤＭ光アンプ１２’およびＯＳＣ送信部１５’に制御信号を出力し（図５中の（５）に対応する矢印）、正常運用時の主信号光ＬＳ’が主信号光送信部１１’からＷＤＭ光アンプ１２’およびＷＤＭカプラ５１’を介して光伝送路２’に送出されるようにする。また、これと同時にパイロット信号光受信部５２’は、上り回線側の光受信局６の駆動回路６２にも制御信号を送り（図５中の（６）に対応する矢印）、励起光源６１の出力パワーを正常運用時の高レベルに移行させて上り回線側の光伝送路２に対するラマン励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させる。
【００６８】
上記のような一連の動作により、回線障害の発生時における導通の検出がラマン増幅用の励起光源６１の出力状態の切り替えにより光受信局６から光送信局５に送信されるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを利用して行われ、上下回線についての主信号光ＬＳ，ＬＳ’の送出およびラマン励起光ＬＰＵＭＰ，ＬＰＵＭＰ’の供給が自動的に復帰されるようになる。
【００６９】
このように第２実施形態の無中継伝送システムによれば、回線障害の発生時にラマン励起光ＬＰＵＭＰをパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴとして用いるようにしても、光受信局６側からの送信時のパワーが安全光レベルに抑えられたパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを光送信局５側で受信することができるため、前述した第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００７０】
なお、上記の第２実施形態でも、主信号光ＬＳのオーバーヘッド部分に監視制御情報を乗せるようにしたが、例えば、主信号光ＬＳとは波長の異なる監視制御信号光を別に設けるようにしてもよい。
【００７１】
次に、本発明の自動出力遮断復帰方法を適用した無中継伝送システムの第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態の無中継伝送システムを示す構成図である。
【００７２】
図６に示す第３実施形態の構成は、上述の図１に示した第１実施形態の構成の変形例であって、導通検出を行うためのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを光受信局８側から送出して光送信局７側で受信するようにしたものである。
【００７３】
具体的に、本実施形態の無中継伝送システムは、光送信局７から送出される主信号光ＬＳを光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３を介して光受信局８に伝送するシステム構成について、光受信局８が、回線障害の発生時にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを光送信局７に向けて送信するパイロット信号光送信部８１およびＷＤＭカプラ８２を備える。また、光送信局７は、回線障害の発生時に光受信局８から光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３を介して伝えられるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴを受信して導通を検出し、主信号光ＬＳの送出および遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させるＷＤＭカプラ７１およびパイロット信号光受信部７２を備える。なお、上記以外の他の部分の構成は、第１実施形態の場合と同様であるためここでの説明を省略する。
【００７４】
光受信局８に設けられるパイロット信号光送信部８１およびＷＤＭカプラ８２は、第１実施形態において光送信局１に設けられるパイロット信号光送信部１３およびＷＤＭカプラ１４と同一のものであり、回線障害の発生時にパイロット信号光送信部８１からＷＤＭカプラ８２を介して光伝送路２に送出されるパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴは、光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３の各損失波長特性を合成して得られる損失波長特性を基に波長が設定された低い伝送レートを有する信号光である。
【００７５】
光送信局７に設けられるＷＤＭカプラ７１およびパイロット信号光受信部７２は、第１実施形態において光受信局４に設けられるＷＤＭカプラ４６およびパイロット信号光受信部４７と同一のものである。光受信局８から光伝送路２およびリモートＥＤＦＡ３を介して光送信局７に到達した光がＷＤＭカプラ７１で分波されパイロット信号光受信部７２に送られ、その光の波長および伝送レートを基にパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの受信が判別されて導通の検出が行われる。
【００７６】
上記のような構成の無中継伝送システムについての正常運用時の動作および回線障害発生時の自動出力遮断動作は、上述した第１実施形態の場合と同様である。また、回線障害の発生後において導通を検出して主信号光ＬＳの送出および遠隔励起光ＬＰＵＭＰの供給を再開させる動作は、前述した第２実施形態におけるラマン励起光とパイロット信号光の切り替え制御に代えて、光受信局８のパイロット信号光送信部８１からのパイロット信号光ＬＰＩＬＯＴの出力状態の制御を行うことで、第２実施形態の場合と同様にして考えることができる。従って、第３実施形態のような構成においても、上述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００７７】
なお、上述した第１〜第３実施形態では、リモートＥＤＦＡによる光増幅またはラマン増幅を適用して伝送距離の長距離化を図った無中継伝送システムに本発明による自動出力復帰方法を適用した場合を説明したが、従来の自動出力遮断方式により回線障害発生時に高レベルのレーザ光が外部に放出されないように構成された任意の光通信システムについて、本発明による自動出力復帰方法を適用することが可能である。
【００７８】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００７９】
（付記１）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、
前記光伝送路の光増幅媒体以外の部分に用いられる光伝送媒体の損失波長特性と、前記光増幅媒体の回線障害発生時の状態における損失波長特性とを合成して得た損失波長特性について損失が最も小さくなる波長に対応させてパイロット信号光の波長設定を行い、少なくとも回線障害の発生時に、前記パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出し、
該光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８０】
（付記２）付記１に記載の自動出力復帰方法であって、
前記パイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定したことを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８１】
（付記３）付記２に記載の自動出力復帰方法であって、
前記他方の局は、受信光の波長および伝送レートに基づいて前記パイロット信号光の受信を判別することを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８２】
（付記４）付記１に記載の自動出力復帰方法であって、
前記光増幅媒体は、光送信局および光受信局の少なくとも一方から光伝送路に出力される遠隔励起光の供給により励起されるエルビウムドープファイバであることを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８３】
（付記５）付記４に記載の自動出力復帰方法であって、
前記パイロット信号光は、１６００±３０ｎｍの波長帯域内に設定されることを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８４】
（付記６）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路にラマン増幅用の励起光を光受信局側から供給し、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介してラマン増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、
回線障害の発生時、前記ラマン増幅用の励起光を前記所定のレベル以下のパワーに制御することでパイロット信号光に切り替えて光受信局から光伝送路に送出し、
該光伝送路に送出されたパイロット信号光を光送信局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８５】
（付記７）付記６に記載の自動出力復帰方法であって、
前記ラマン増幅用の励起光から切り替えられたパイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定したことを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８６】
（付記８）付記７に記載の自動出力復帰方法であって、
前記光送信局は、受信光の波長および伝送レートに基づいて前記パイロット信号光の受信を識別することを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８７】
（付記９）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送する光通信システムについて、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーが所定のレベル以下に抑えられた回線障害発生時の出力状態を、当該回線障害の解消による導通の検出に応じて正常運用時の出力状態に復帰させる自動出力復帰方法であって、
前記主信号光の波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域にパイロット信号光を設定し、回線障害の発生時に前記主信号光を光送信局から光伝送路に送出すると共に、パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出し、
該光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することにより導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させることを特徴とする自動出力復帰方法。
【００８８】
（付記１０）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
前記光伝送路の光増幅媒体以外の部分に用いられる光伝送媒体の損失波長特性と、前記光増幅媒体の回線障害発生時の状態における損失波長特性とを合成して得た損失波長特性について損失が最も小さくなる波長に対応させてパイロット信号光の波長設定を行い、少なくとも回線障害の発生時に、前記パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【００８９】
（付記１１）付記１０に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光送信部は、前記パイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定することを特徴とする光通信システム。
【００９０】
（付記１２）付記１１に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光受信部は、受信光の波長および伝送レートに基づいて前記パイロット信号光の受信を判別することを特徴とする光通信システム。
【００９１】
（付記１３）付記１０に記載の光通信システムであって、
前記光増幅媒体は、光送信局および光受信局の少なくとも一方から光伝送路に出力される遠隔励起光の供給により励起されるエルビウムドープファイバであることを特徴とする光通信システム。
【００９２】
（付記１４）付記１３に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光は、１６００±３０ｎｍの波長帯域内に設定されることを特徴とする光通信システム。
【００９３】
（付記１５）付記１０に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光送信部が光送信局に設けられ、前記パイロット信号光受信部が光受信局に設けられ、前記パイロット信号光が光伝送路内を主信号光の伝搬方向と同じ方向に伝搬することを特徴とする光通信システム。
【００９４】
（付記１６）付記１０に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光送信部が光受信局に設けられ、前記パイロット信号光受信部が光送信局に設けられ、前記パイロット信号光が光伝送路内を主信号光の伝搬方向とは逆方向に伝搬することを特徴とする光通信システム。
【００９５】
（付記１７）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路にラマン増幅用の励起光を光受信局側から供給し、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介してラマン増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
回線障害の発生時、前記ラマン増幅用の励起光を前記所定のレベル以下のパワーに制御することでパイロット信号光に切り替えて光受信局から光伝送路に送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を光送信局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【００９６】
（付記１８）付記１７に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光送信部は、前記パイロット信号光の伝送レートを、正常運用時に光送信局および光受信局の間で伝送される監視制御情報を示す信号光の伝送レートよりも低く設定することを特徴とする光通信システム。
【００９７】
（付記１９）付記１８に記載の光通信システムであって、
前記パイロット信号光受信部は、受信光の波長および伝送レートに基づいて前記パイロット信号光の受信を判別することを特徴とする光通信システム。
【００９８】
（付記２０）光送信局および光受信局の間を接続する光伝送路上に光増幅媒体を含み、光送信局から送出される主信号光を光伝送路を介して増幅しながら光受信局に伝送すると共に、回線障害の発生時、光送信局または光受信局から光伝送路に出力される光のパワーを所定のレベル以下に抑える機能を備えた光通信システムであって、
前記主信号光の波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域にパイロット信号光を設定し、回線障害の発生時に前記主信号光を光送信局から光伝送路に送出すると共に、パイロット信号光を光送信局および光受信局のうちの一方の局から光伝送路に前記所定のレベル以下のパワーで送出するパイロット信号光送信部と、
該パイロット信号光送信部から光伝送路に送出されたパイロット信号光を他方の局で受信することで前記回線障害の解消による導通を検出して、回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に復帰させるパイロット信号光受信部と、を備えて構成されたことを特徴とする光通信システム。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動出力復帰方法およびその方法を適用した光通信システムによれば、光伝送路に用いられる光伝送媒体および光増幅媒体の各損失波長特性を合成して得た損失波長特性に基づいて波長を設定したパイロット信号光を利用して導通の検出を行うようにしたことで、回線障害発生時に増幅作用の停止状態にある光増幅媒体が光伝送路上に存在しても、送信時のパワーが所定のレベル以下に抑えられたパイロット信号光を光送信器および光受信器の間で容易に送受信することができるようになる。
【０１００】
また、正常運用時に光受信局から光伝送路に供給されるラマン増幅用の励起光を回線障害の発生時にパイロット信号光に切り替えて光伝送路に送出するようにしても、所定のレベル以下にパワーが抑えられたパイロット信号光を光受信局から光送信局に容易に伝送することができるようになる。これにより、上記のようなパイロット信号光を利用した導通検出の結果に応じて回線障害発生時の出力状態を正常運用時の出力状態に自動的に復帰させることが可能になる。
【０１０１】
さらに、主信号光の波長帯域よりも略１００ｎｍ長波長側にシフトした波長帯域にパイロット信号光を設定するようにすれば、主信号光を励起光とする光伝送路におけるラマン効果によってパイロット信号光が増幅されるようになるため、パイロット信号光のダイナミックレンジを拡大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による無中継伝送システムを示す構成図である。
【図２】上記第１実施形態において、光伝送路に用いる光ファイバおよびリモートＥＤＦＡの光増幅媒体の各損失波長特性と、それらの損失波長特性を合成して得られる損失各損失波長特性とを例示した図である。
【図３】上記第１実施形態における回線障害発生後の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態による無中継伝送システムを示す構成図である。
【図５】上記第２実施形態における回線障害発生後の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施形態による無中継伝送システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１，５，７    光送信局
２    光伝送路
３    リモートＥＤＦＡ
４，６，８    光受信局
１１    主信号送信部
１２，４１    ＷＤＭ光アンプ
１３，８１    パイロット信号光送信部
１３Ａ    光源
１３Ｂ    駆動回路
１３Ｃ    波長ロッカ
１４，４５，４６，５１，６３，７１，８２    ＷＤＭカプラ
１５    ＯＳＣ送信部
４２    主信号受信部
４３，６１    励起光源
４４，６２    駆動回路
４７，５２，７２    パイロット信号受信部
４７Ａ，５２Ａ    光フィルタ
４７Ｂ，５２Ｂ    受信器
４８    ＯＳＣ受信部
ＬＳ    主信号光
ＬＰＩＬＯＴ    パイロット信号光
ＬＰＵＭＰ    励起光
【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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